WO2016140150A1 - 燃料噴射弁、燃料噴射弁の制御装置、及び制御方法 - Google Patents

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fuel injection
injection valve
injection
drive current
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隆樹 板谷
亮 草壁
山岡　士朗
清隆 小倉
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection valve, a control device for the fuel injection valve, and a control method.
  • the fuel injection valve mounted on the internal combustion engine is required to inject an appropriate amount of fuel in accordance with the operating condition, and an instruction is issued to make an appropriate injection by the fuel injection control device through means for determining the operating condition.
  • the operation of the fuel injection valve is such that the valve body is moved up and down by the magnetic force generated by energizing the solenoid, and the valve body is seated on and off from the seat portion to open and close the valve to inject fuel.
  • the output and torque of the internal combustion engine are proportional to the fuel injection amount, and it is necessary to appropriately control the fuel injection amount in accordance with the driving situation.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-105947 “provides a technique for more accurately controlling the fuel injection amount that changes with a change in in-cylinder pressure.
  • a reference in-cylinder pressure injector characteristic measurement is provided. The amount of change in the fuel injection amount due to the change in the fuel injection rate at the in-cylinder pressure (the detected value or the estimated value in the operating state of the internal combustion engine) with respect to the fuel injection rate in the bench condition) is calculated.
  • the energization time is controlled by correcting the change in the start time, and the change in the fuel injection amount is calculated using a fuel injection rate behavior change model obtained by modeling the behavior change in the fuel injection rate as a trapezoid.
  • the change ⁇ d in the fuel injection start timing is calculated based on the rail pressure and the amount of change in the in-cylinder pressure ”(see summary).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 9-256886 states “In a fuel injection control device for a direct injection engine, the fuel injection amount is accurately controlled without using an in-cylinder pressure sensor.
  • In-cylinder pressure calculating means 104 for calculating the in-cylinder pressure Pc according to the operated state, and differential pressure calculating means 105 for calculating the differential pressure Pf between the calculated in-cylinder pressure Pc and the fuel pressure supplied to the injector 101
  • a fuel injection rate calculating means 106 for calculating the fuel injection rate K based on the calculated differential pressure Pf, and a fuel injection amount correction for correcting the valve opening time Ti of the injector 101 based on the calculated fuel injection rate K Means 107 ”(see summary).
  • the force acting on the valve body of the fuel injection valve includes a spring force and fuel pressure that constitute the fuel injection valve in the valve closing direction, and a magnetic force generated by energization of the solenoid in the valve opening direction.
  • the valve body receives the pressure in the combustion chamber.
  • the pressure received by the valve body of the fuel injection valve that the injection timing of the fuel injection valve receives in each of the intake stroke and the compression stroke of the engine is different. In the fuel injection valve which is carrying out, it receives force in the valve opening direction.
  • This force acting in the valve opening direction increases the valve opening time and delays the valve closing time, so that the fuel injection amount assumed in advance by the drive current energized to the fuel injection valve
  • the present inventors have found that there is a possibility that the injection amount may increase more than the above.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-105947
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-256886
  • the fuel injection rate and the injection timing are corrected based on the in-cylinder pressure used as a reference for the injection start time.
  • the force in the valve opening direction due to the pressure from the cylinder in the compression stroke rather than the intake stroke acts in the engine stroke and the injection amount changes.
  • the correction method for the injection rate and the injection timing is disclosed to be corrected by the injection signal.
  • the magnetic force of the valve body changes only by the time during which the fuel injection valve is energized, the valve opening time and the closing time are closed. There is a problem that the valve time changes and the injection amount changes.
  • the force from the combustion chamber acting on the valve body of the fuel injection valve directly injected into the combustion chamber is taken into consideration, and the amount of fuel injected in the intake, compression, and expansion strokes of the engine depends on the injection timing from the target injection amount.
  • the purpose is to suppress divergence.
  • the present invention provides a control device for a fuel injection valve that performs a plurality of injections in one cycle, and further includes a control unit that controls the energization time of the drive current of the fuel injection valve, In the case of injecting fuel in the compression stroke, the drive when injecting at a second injection timing that is later than the first injection timing with respect to the energization time of the drive current when injecting at the first injection timing Control was made so that the current application time was shortened.
  • control device for a fuel injection valve of the present invention it is possible to suppress the deviation of the injection amount during the compression stroke of the fuel injection valve from the target value.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an engine system to which this embodiment is applied.
  • the present embodiment assumes an engine having one or more cylinders, the illustrated cylinder will be described as one cylinder.
  • the air taken into the engine 1 passes through the air cleaner 2 and is compressed by the supercharger 30.
  • the exhaust-side turbine is rotated by the exhaust gas of the engine, and the intake-air-side turbine is simultaneously rotated, so that the intake air is pumped into the intake pipe.
  • the amount of intake air is measured by an airflow sensor 3 attached to the intake duct.
  • the amount of air taken into the engine 1 is controlled by the throttle valve 4.
  • the intake collector 5 is used to distribute air to other cylinders (not shown). Thereafter, air is distributed to the intake pipes of the respective cylinders, and air is sucked into the combustion chamber 22 through the intake valves 25.
  • An air flow control valve (not shown) for giving directivity to the air flow may be used in the middle of the intake pipe 6.
  • the fuel that is pressurized and transported from the fuel tank 7 by the protrusion of a low-pressure fuel pump (not shown) from the fuel tank 7 is transported to the common rail 8. Along with this, pressure is further increased and accumulated by a high-pressure fuel pump 10 attached to the intake camshaft 9.
  • An engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 11 determines the operating state of the engine 1 inside the ECU 11 based on signals from various sensors attached to the engine 1, and outputs command values suitable for the operating state to various actuators.
  • the airflow sensor 3, the fuel pressure sensor 12 for detecting the fuel pressure set on the common rail 8, the phase sensor 13 for detecting the phase of the intake cam 9, and the phase of the exhaust cam 14 are detected.
  • Phase sensor 15, crank angle sensor 17 that detects the rotational speed of the crankshaft 16, water temperature sensor 18 that detects engine coolant temperature, knock sensor that detects knocking (not shown), and exhaust gas concentration in the exhaust pipe 19
  • Exhaust gas sensors exhaust A / F sensor 20, exhaust O2 sensor 21
  • various actuators include a fuel injection valve 23, a high-pressure fuel pump 10, a throttle valve 4, an air flow control valve (not shown), a phase control valve that controls intake and exhaust cam phases (not shown), ignition Coil 28 and the like.
  • the control unit (microcomputer) of the ECU 11 is a fuel injection valve.
  • the fuel injection amount of 23 is calculated.
  • the control unit (microcomputer) of the ECU 11 detects the fuel pressure of the fuel pressurized by the high-pressure pump 10 by the fuel pressure sensor 12, and based on the calculated fuel injection amount of the fuel injection valve 23 and the detected fuel pressure, the fuel injection valve 23 injection periods (injection pulse widths) are determined.
  • An injection pulse signal is sent from the ECU 11 to a drive circuit of a fuel injection valve 23 (not shown), and fuel is injected by outputting a drive current from the drive circuit of the fuel injection valve 23 to the fuel injection valve 23.
  • the drive signal sent from the ECU 11 mainly includes the injection timing, the number of injections, and the injection period. Details of the injection pulse signal in this embodiment will be described later.
  • the air and fuel supplied to the combustion chamber 22 are vaporized and mixed in the combustion chamber 22 as the piston 24 moves up and down to form an air-fuel mixture. Thereafter, the temperature and pressure rise due to the compression operation of the piston 24.
  • the ECU 11 calculates the ignition timing from information such as the engine speed and the fuel injection amount, and outputs an ignition signal to the ignition coil 27.
  • the ignition signal is mainly composed of an energization start timing and an energization end timing for the ignition coil 27.
  • ignition is performed by the ignition plug 28 at a timing slightly before the compression top dead center of the piston 24, and the air-fuel mixture in the combustion chamber 22 is ignited and combustion occurs. Since the ignition timing varies depending on the operating state, it may be after compression top dead center. Due to the pressure increased by the combustion, a force that pushes the piston 24 downward acts, and is transmitted to the crankshaft 16 as engine torque in the expansion stroke to become engine power. After the completion of combustion, the gas remaining in the combustion chamber 22 passes through the exhaust valve 26 and is discharged to the exhaust pipe 19. Since this exhaust gas often contains components harmful to the human body, it is rendered harmless by the action of the catalyst 29 disposed in the middle of the exhaust pipe 19 and discharged into the atmosphere.
  • the valve body 202 includes a nozzle holder 203, a core 204, and a housing 205. Fuel from the high-pressure fuel pump 10 in FIG. 1 is discharged through a plurality of fuel injection holes 207 through a fuel passage 206.
  • the valve body 208 is accommodated in the nozzle holder 203 so as to be slidable in the axial direction via the anchor 209.
  • the spring 210 is disposed between the valve body 208 and the adjuster pin 211, and the position of the upper end portion of the spring 210 is restrained by the adjuster pin 211.
  • the fuel injection hole 207 is closed by the spring 210 pressing the valve element 208 against the seat portion 213 of the seat member 212.
  • the solenoid 214 is disposed on the anchor 209 and receives the drive current from the drive circuit 11 in FIG. 1 and energizes the solenoid 214. As a result, the core 204 is excited to generate a magnetic attractive force. Occurs, and the anchor 209 is pulled up in the axial direction. Accordingly, the valve body 208 is pulled up in the axial direction by the anchor 209.
  • valve body 208 is separated from the seat portion 213, and the guides 215 and 216 guide the valve body 208 in the sliding direction.
  • a plurality of fuel injection holes 207 are opened, and the fuel pressurized and pumped by the high-pressure fuel pump 10 in FIG. 1 passes through the fuel passage 206 and injects the fuel.
  • FIG. 3 shows the control signal of the fuel injection valve 23 from above, the injection pulse signal 301, the drive current 302, the magnetic force 303 generated by energizing the solenoid 214 of the fuel injection valve in FIG.
  • a displacement 304 in the height direction 208 (vertical direction in FIG. 2) is shown. Since these drive waveform, current waveform, and displacement of the fuel injection valve vary depending on the system configuration and the configuration of the fuel injection valve, the control waveform in FIG. 3 does not limit the configuration of this control.
  • the required injection amount is detected from the detection result of the operation state received from various sensors in the ECU 11 in FIG. 1, and the injection pulse signal 301 in FIG. 3 is determined.
  • the flow up to the drive waveform determination will be described with reference to the step diagram of FIG. 7 described later.
  • An injection pulse signal 301 is output from the ECU 11 in FIG. 1, and a drive current 302 is output from a fuel injection valve drive circuit (not shown in FIG. 1).
  • the magnetic force 303 in FIG. 3 is generated by energizing and exciting the solenoid 214 of the fuel injection valve 23 in FIG.
  • the control unit (microcomputer) of the ECU 11 outputs the injection pulse signal 301 to a drive circuit (not shown), and the drive current of the drive current waveform 302 is output from the drive circuit that has received the injection pulse signal 301 to the solenoid. It is output to 214.
  • the drive current waveform 302 the drive current increases after energization until the maximum drive current value Ip is reached.
  • the magnetic force 303 generates a magnetic force sufficient to open the valve body 208 in FIG.
  • the valve body 208 in FIG. 2 operates with a certain delay from the magnetic force like the valve displacement 304 in FIG. 3, and the 209 anchor and 204 core in FIG. Open the valve to the maximum lift.
  • the control unit (microcomputer) of the ECU 11 drives the drive current to the first drive current value Ih1 that is smaller than the maximum drive current value Ip and is required to keep the valve open. Control to hold. Thereafter, the control unit (microcomputer) of the ECU 11 performs control so that the drive current is held at the second drive current value Ih2 that is smaller than the first drive current value Ih1 and is required to hold the valve open. As a result, the magnetic force 303 continues to maintain a sufficient magnetic force for valve opening. At this time, the solenoid 214 in FIG.
  • the ejection pulse signal 301 ends, the current value of the drive current waveform 302 also becomes zero.
  • the magnetic force 303 also becomes zero with a certain delay from the drive current waveform 302. Since the magnetic force 303 has a magnetic force of 311 toward the zero when the valve is closed, the valve displacement 304 decreases as shown by the valve displacement 312 and becomes the height position when the valve is closed.
  • FIG. 4 shows the injection pulse signal 401, the drive current 402, the magnetic force 403, and the valve displacement 404 of the fuel injection valve when the valve body 208 of the fuel injection valve in FIG. 2 is half lifted.
  • the control unit (microcomputer) of the ECU 11 outputs the injection pulse signal 401 to a drive circuit (not shown), and the drive current having the drive current waveform 402 is output to the solenoid 214 from the drive circuit that has received the injection pulse signal 401.
  • a magnetic force 403 is generated by energizing the solenoid with the drive current 402, which is a magnetic force for the valve body 208 to start opening.
  • the valve body 208 reaches a height position lower than the maximum height position.
  • the anchor 209 reaches a height position lower than the height position where the anchor 209 collides with the core 204. Therefore, after the valve body 208 or the anchor 209 reaches a so-called intermediate height position, the valve body 208 enters the valve closing operation without reaching the maximum height position or without the anchor 209 colliding with the core 204.
  • the amount of fuel injected here includes the valve opening amount and valve opening time of the valve body 208 of the fuel injection valve, the pressure of the fuel acting on the valve body of the fuel injection valve, and the pressure of the combustion chamber to which the fuel injection valve injects. It is determined by the differential pressure.
  • valve body 208 of the fuel injection valve is closed by the urging force or magnetic force of the spring 210 for closing the valve body 208 separately from the fuel pressure. Therefore, the valve closing force acts on the valve body regardless of the driving conditions of the vehicle.
  • the energization of the solenoid 214 of the fuel injection valve applies a magnetic force so as to overcome the required output, the pressure of the fuel that governs the amount of fuel for generating torque, and the spring force for the valve closing that constitutes the fuel injection valve itself. It is generated and opened.
  • the solenoid in order to open the valve, the solenoid generates a magnetic force that exceeds the total value of the spring force and the magnetic valve closing force depending on the fuel pressure and the structure of the fuel injection valve in accordance with each operation state.
  • the spring force and the fuel pressure act in the valve closing direction, and in the valve opening direction, an excessive magnetic force remaining due to energization of the solenoid acts.
  • a large pressure in the combustion chamber acts in the valve opening direction. Therefore, in order to reliably close the valve body, it is general that the valve body is designed to be reliably closed by increasing the spring force that is a constituent member of the fuel injection valve.
  • FIG. 5 shows the pressure in the combustion chamber of the engine (hereinafter referred to as in-cylinder pressure) 501, the ignition signal 502, the injection pulse signals 503 and 504, and the drive currents 505 and 506 when performing a plurality of injections.
  • the injection pulse signals 503 and 504 indicate signals instructed from the ECU 11 when a plurality of injections are performed during one stroke of the engine.
  • the number of injections may be three or more, in order to facilitate understanding, a case where two injections are performed in one cycle of the engine will be described here.
  • the in-cylinder pressure 507 indicates the in-cylinder pressure
  • the ignition signal 508 indicates the ignition timing of the engine when the ignition timing is delayed to raise the catalyst temperature.
  • the injection pulse signals 509 and 510 represent the injection pulse signal when the pressure received by the fuel injection valve from the combustion chamber is not taken into account, and the injection pulse signal 510 indicates that the timing sent to the injection pulse signal 504 is delayed.
  • Drive currents 511 and 512 indicate drive currents sent to the solenoid 214 from the drive circuit that has received the injection pulse signals 509 and 510.
  • injection is performed without changing the width of the injection pulse signal 510 from the signal set by the injection pulse signal 504.
  • FIG. 6 shows the fuel injection timing and control method to the engine when the fuel injection valve of FIG. 3 is in full lift.
  • the cylinder pressure 601 from the top an ignition signal 602 for explaining the ignition timing
  • injection pulse signals 603 and 604 for instructing energization to the fuel injection valve
  • the drive current 605. 606.
  • the respective symbols indicate the in-cylinder pressure 607, the ignition signal 608, the injection pulse signals 609 and 610, and the drive currents 611 and 612 when this control is performed.
  • the injection pulse signals 603 and 604 are sent to the drive circuit according to a command from the control unit of the ECU 11, and the drive circuit drives the drive current 605 to inject the target injection amount into the combustion chamber of the engine based on the injection pulse signals 603 and 604.
  • 606 energizes the solenoid 214. Thereby, the valve body 208 of the fuel injection valve is opened and fuel is injected.
  • the injection pulse signal 603 is a signal for performing the injection during the intake stroke
  • the injection pulse signal 604 is the fuel injected by the ignition signal 602 after the injection, which is a signal for performing the injection during the compression stroke, is executed. Is ignited by the spark plug 28 in FIG.
  • the signals of the exhaust A / F sensor 20 and the exhaust O2 sensor 21 in FIG. 1 and the crank angle sensor 17 determine whether the combustion state is in accordance with the target.
  • the ECU 11 determines that the operation state is not the target, and when the injection timing is delayed to the top dead center side, the injection pulse signal 604 is shortened like the injection pulse signal 610. That is, when fuel is injected in the compression stroke in the fuel injection valve that performs injection a plurality of times in one cycle, control is performed so that the energization time of the drive current is set to be shorter as the injection start timing is retarded.
  • control unit of the ECU 11 of the fuel injection valve energizes the drive current 606 when the fuel is injected at the first injection timing of the injection pulse signal 604 when fuel is injected in the compression stroke. Control is performed to shorten the energization time of the drive current 612 when the injection is performed at the second injection timing of the injection pulse signal 610 that is later than the first injection timing of the injection pulse signal 604 with respect to time.
  • control unit of the ECU 11 when the fuel is injected in the compression stroke, the control unit of the ECU 11 is later than the first injection timing with respect to the width of the injection pulse signal 604 of the drive current 606 when the fuel is injected at the first injection timing. Control is performed to shorten the width of the ejection pulse signal 610 of the drive current 612 when ejection is performed at the second ejection timing.
  • This control is particularly effective when executed in conjunction with the retard of the ignition timing for raising the temperature of the catalyst when fuel is injected in the compression stroke during fast idle operation when the engine is started. That is, the deviation of the injection amount from the target value can be reduced, and an effective operation region can be achieved.
  • the required injection amount is small and operation is performed with a lean A / F such as stratified combustion, and injection during the compression process is often performed. It becomes a problem.
  • the in-cylinder pressure tends to increase particularly. Therefore, when the injection is performed by the injection pulse signal 510 as shown in FIG. 5, the valve opening timing is advanced, so that there is a problem that the actual injection amount deviates from the target injection amount.
  • the control unit of the ECU 11 applies the control shown in FIG. 6 when the engine from which fuel is discharged from the fuel injection valve is operating in the fully open operation region and when the fuel is injected in the compression stroke. good. Thereby, it is possible to reduce the deviation of the actual injection amount from the target injection amount as described above. Further, in an engine with a supercharger in which the pressure in the combustion chamber during the compression stroke is increased, the force applied to the valve body is increased, so that the effect of this control is increased. Furthermore, the control of FIG. 6 may be applied when the control unit of the ECU 11 detects knocking of the engine from which fuel is discharged from the fuel injection valve and injects fuel during the compression stroke. When knocking is detected, the ignition timing is retarded and the injection timing is also retarded simultaneously in order to reduce the pressure in the combustion chamber and avoid knocking. At this time, if this control is not performed, the injection amount deviates from the target value.
  • FIG. 7 shows a control method when the valve body 208 is driven by a half lift.
  • Half lift means that the valve body of the fuel injection valve is moved to a height position lower than the maximum height position, and the height position of the valve body is controlled in this intermediate region.
  • Each symbol in FIG. 7 represents the in-cylinder pressure 701, the ignition signal 702, the injection pulse signals 703 and 704, and the drive currents 705 and 706 from the top.
  • each symbol in FIG. 7 indicates an in-cylinder pressure 707, an ignition signal 708, an injection pulse signal 709 during an intake stroke in which a plurality of injections are performed, and a compression stroke during a half lift control.
  • the ejection pulse signal 710 is shown.
  • reference numeral 711 denotes a drive current energized to the fuel injection valve during the intake stroke
  • 712 denotes a drive current energized to the fuel injection valve during the compression stroke.
  • the valve opening height increases unintentionally. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, when the valve body 208 of the fuel injection valve is driven by a half lift during the compression stroke, the maximum drive current is set to become smaller as the injection start timing is retarded. . That is, according to the ejection pulse signal 710, the drive circuit makes the maximum current value of the drive current 712 smaller than the maximum current value of the drive current 706.
  • control unit of the ECU 11 performs the first injection timing of the injection pulse signal 704 when moving the valve body 208 of the fuel injection valve to a height position lower than the maximum height position during the compression stroke.
  • the maximum current value of the drive current 712 when injecting at the second injection timing of the injection pulse signal 710 that is later than the first injection timing is made shorter than the maximum current value of the drive current 706 when injecting at Control.
  • the control unit of the ECU 11 performs the injection pulse signal later than the first injection timing with respect to the energization time of the drive current 706 when the injection is performed at the first injection timing of the injection pulse signal 704. You may control to shorten the energization time of the drive current 712 when injecting with 710 2nd injection timing. Alternatively, the injection pulse signal of the drive current 712 when the injection is performed at the second injection timing that is later than the first injection timing with respect to the width of the injection pulse signal 704 of the drive current 706 when the injection is performed at the first injection timing. You may make it control so that the width
  • the control unit of the ECU 11 is the same for a plurality of injections.
  • the drive current may be controlled so that the fuel injection valve is driven by the maximum drive current.
  • the amount of change in the valve opening time and the valve opening speed is reduced by applying an excessive magnetic attraction force generated by the solenoid with the same maximum drive current.
  • step S801 the operation state is determined by receiving the outputs from the various sensors described in FIG. Next, in S802, a determination is made to retard the ignition timing. If NO (N), the fuel injection valve is energized without changing the injection pulse or drive current. Next, when it is determined at 802 that the ignition timing is retarded (Y), the number of multistage injections, the injection period, and the injection timing are determined at S805. Subsequently, in step S806, it is determined whether the injection timing of the multistage injection is the compression stroke injection, and if it is not the compression stroke (N), the fuel injection valve is energized without changing the injection pulse or the drive current in S803. .
  • step S806 When it is determined in S806 that the compression stroke injection is performed, it is subsequently determined in S807 whether it is a half lift. If NO (N), the correction amount for full lift is determined in S808. In step S803, energization is started. If it is determined in S807 that it is a half lift (Y), control is performed to reduce the maximum drive current value in S809, the correction amount of the injection pulse is determined in S810, and the fuel injection valve is energized in S811. Start.
  • an internal combustion engine that can suppress the deviation of the injection amount during the compression stroke of the fuel injection valve from the target value and further improve fuel consumption and exhaust performance. can do.
  • Engine control unit ECU
  • Fuel pressure sensor 23
  • Fuel injection valve 202
  • Valve body 204
  • Core 208
  • Valve body 209
  • Anchor 210
  • Spring 212
  • Sheet member 213
  • Solenoid 301
  • Injection pulse signal 302
  • Drive current 303
  • Magnetic force 304
  • Valve displacement S801
  • Operation state detection process S802
  • Ignition timing Retardation determination S806
  • Compression stroke injection determination S807 Half lift judgment

Abstract

　燃料噴射弁の噴射制御に関して、エンジンの圧縮行程中の噴射が遅角するほど燃焼室内の圧力によって、燃料噴射弁の噴射量が目標値から乖離することを少なくする制御手段を提供することを目的とする。　本発明は、エンジンの１行程中に複数回の噴射を行う燃料噴射弁に関し、噴射パルス信号６０３および６０４を駆動回路に送信し、燃料噴射のための駆動電流波形６０５、６０６を出力する燃料噴射弁の駆動回路から、噴射時期を遅角させた際に圧縮行程における噴射パルス信号６１２を短くする制御を行う。

Description

燃料噴射弁、燃料噴射弁の制御装置、及び制御方法
　本発明は燃料噴射弁、燃料噴射弁の制御装置、及び制御方法に関する。
　内燃機関に搭載される燃料噴射弁は運転状況に応じて適切な燃料量を噴射することが求められ、運転状況を判断する手段を通じて燃料噴射制御装置によって適切な噴射をするために指示が出されている。ここで燃料噴射弁の作動は、ソレノイドへの通電によって発生する磁気力によって弁体を上下動させることで、弁体がシート部から着座、離座することで開閉弁を行い燃料の噴射を行う。内燃機関の出力、トルクは燃料の噴射量に比例し燃料の噴射量を運転状況に合わせて適切に制御することが必要である。
　ここで、燃焼室内の圧力の影響を補正する方法として、燃焼室の圧力を測定、予測する手段を備え、噴射量を補正する方法が提案されている。例えば特許文献１（特開２００５－１０５９４７）には、「筒内圧の変化に伴って変化する燃料噴射量をより正確に制御する技術を提供する。その解決手段として、基準筒内圧（インジェクタ特性計測ベンチでの条件）での燃料噴射率に対する、機関筒内圧（内燃機関の運転状態における検出値又は推定値）での燃料噴射率の変化による燃料噴射量の変化量を算出し、さらに、燃料噴射開始時期の変化分を補正して、通電時間を制御する。燃料噴射量の変化量の算出においては、燃料噴射率の挙動変化を台形としてモデル化した燃料噴射率挙動変化モデルを用いて、Δｑ１とΔｑ２の面積を算出する。燃料噴射開始時期の変化分Δτｄは、レール圧と、筒内圧の変化量とに基づき算出する。」と開示されている（要約参照）。
　また、特許文献２（特開平９-２５６８８６号公報）には「直噴式エンジンの燃料噴射制御装置において、筒内圧センサを用いることなく、燃料噴射量を正確に制御する。その解決手段として、検出された運転状態に応じて筒内の圧力Ｐｃを算出する筒内圧算出手段１０４と、算出された筒内圧Ｐｃとインジェクタ１０１に供給される燃料圧力との差圧Ｐｆを算出する差圧算出手段１０５と、算出された差圧Ｐｆを基に燃料噴射率Ｋを算出する燃料噴射率算出手段１０６と、算出された燃料噴射率Ｋを基にインジェクタ１０１の開弁時間Ｔｉを補正する燃料噴射量補正手段１０７とを備える。」と開示されている（要約参照）。
特開２００５－１０５９４７号公報 特開平９-２５６８８６号公報
　燃料噴射弁の弁体に作用する力は閉弁方向には燃料噴射弁を構成するスプリング力及び燃料の圧力があり、開弁方向にはソレノイドの通電による磁気力がある。また、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁においては、弁体に燃焼室内の圧力を受ける。特に燃料噴射弁の噴射時期がエンジンの吸気行程、圧縮行程のそれぞれで受ける燃料噴射弁の弁体が受ける圧力は異なり、圧縮行程での噴射は弁体が内開きの弁体が燃焼室に面している燃料噴射弁においては、開弁方向に力を受ける。この開弁方向に作用する力によって弁体の開弁時間が早くなることや、弁体の閉弁時間が遅くなることで、燃料噴射弁に通電される駆動電流で予め想定した燃料の噴射量よりも噴射量が増加してしまう虞があることを本発明者らは見出したものである。
　上記特許文献１（特開２００５－１０５９４７）、特許文献２（特開平９－２５６８８６号公報）の何れにも、噴射開始時期の基準とする筒内圧に基づいて、燃料噴射率および噴射時期を補正することや、エンジンの行程で吸気行程よりも圧縮行程での筒内からの圧力による開弁方向の力が作用し噴射量が変化してしまうことに対しても開示がない。また噴射率と噴射時期の補正方法は、噴射信号で補正することが開示されているが、燃料噴射弁へ通電する時間だけでは、前記の弁体の磁気力が変化するため開弁時間や閉弁時間が変化し、噴射量が変化してしまうという問題がある。
　特にハーフリフト時は、燃料噴射弁の開弁が弁体の衝突を伴わず、開弁しきる前に弁体位置を規定する場合は弁体の開弁位置を弁体に作用する力の関係が噴射量を決定するため、燃焼室から受ける力の影響によって噴射量がより大きくなる。
　そこで、本発明では直接燃焼室に噴射する燃料噴射弁の弁体に作用する燃焼室からの力を考慮し、エンジンの吸気、圧縮、膨張行程で噴射する燃料量が噴射時期によって目標噴射量から乖離してしまうことを抑制することを目的としている。
　上記目的を解決するために本発明では、１サイクル内に複数回の噴射を行う燃料噴射弁の制御装置において、前記燃料噴射弁の駆動電流の通電時間を制御する制御部を備え、前記制御部は、圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くするように制御することを特徴とした。
　本発明の燃料噴射弁の制御装置によれば、燃料噴射弁の圧縮行程中の噴射量を目標値との乖離を抑制することができる。前記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
エンジンシステムの構成図 燃料噴射弁の構成図 フルリフト時の駆動電流波形の構成図 ハーフリフト時の駆動電流波形の構成図 燃焼室内から燃料噴射弁が受ける圧力を考慮しない場合の燃料噴射弁の制御方法 実施例１におけるフルリフト時の制御方法 実施例１におけるハーフリフト時の制御方法 実施例１におけるフローチャート
　以下に、本発明に関する燃料噴射弁の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
　本発明の実施例について図を用いて説明する。図１は本実施例を適用するエンジンシステムの構成例である。本実施例は１気筒以上のエンジンを想定しているが、図示する気筒は１気筒で説明する。まず、エンジン１の基本動作について説明する。エンジン１に吸入される空気はエアクリーナ２を通り、過給機３０によって吸入空気が圧縮される。過給機３０は、エンジンの排気ガスによって排気側のタービンが回転し、吸入空気側のタービンを同時に回転させることで、吸入した空気を吸気管内に圧送する。
　また、吸入空気は吸気ダクトに取付けられたエアフロセンサ３により空気量が計測される。エンジン１に吸入される空気量はスロットル弁４で制御される。吸気コレクタ５は図示しない他気筒へ空気を分配するためのもので、その後、各気筒の吸気管に空気が分配され、吸気弁２５を通じて燃焼室２２に空気が吸入される。吸気管６の途中には、空気流に指向性を持たせるための図示しない空気流動制御弁を用いても良い。燃料の通路としては、燃料タンク７から燃料配管を図示しない低圧の燃料ポンプの突出によって加圧輸送された燃料がコモンレール８に輸送される。それに伴い吸気カムシャフト９に取り付けられた高圧燃料ポンプ１０によってさらに加圧、蓄圧される。
　エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）１１はエンジン１に取付けられた各種センサからの信号を基に、ＥＣＵ１１内部でエンジン１の運転状況を判定し、その運転状況に相応しい指令値を各種アクチュエータに出力する。ここで各種センサの例としては、前記エアフロセンサ３、コモンレール８に設定された燃料の圧力を検出する燃圧センサ１２、吸気カム９の位相を検出するフェーズセンサ１３、排気カム１４の位相を検出するフェーズセンサ１５、クランク軸１６の回転数を検出するクランク角センサ１７、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ１８、ノッキングを検出する（図示しない）ノックセンサ、排気管１９内の排気ガス濃度を検出する排ガスセンサ（排気Ａ／Ｆセンサ２０、排気Ｏ２センサ２１）などである。また、各種アクチュエータの例としては、燃料噴射弁２３、高圧燃料ポンプ１０、スロットル弁４、空気流動制御弁（図示しない）、吸気および排気のカム位相を制御する（図示しない）位相制御弁、点火コイル２８などである。
　ここで、エンジン１の作動構成を考えると、エアフロセンサ３により計測された空気量、および排気Ａ／Ｆセンサ２０および排気Ｏ２センサ２１の信号を取り込み、ＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は燃料噴射弁２３の燃料噴射量を算出する。またＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は、高圧ポンプ１０によって加圧された燃料の燃圧を燃圧センサ１２によって検出し、算出した燃料噴射弁２３の燃料噴射量と検出した燃圧に基づいて、燃料噴射弁２３の噴射期間（噴射パルス幅）を決定する。ＥＣＵ１１から図示しない燃料噴射弁２３の駆動回路に噴射パルス信号が送られ、燃料噴射弁２３の駆動回路から燃料噴射弁２３に駆動電流を出力することで燃料を噴射する。
　ＥＣＵ１１から送られる駆動信号は主に噴射時期、噴射回数、噴射期間で構成される。本実施例における噴射パルス信号の詳細については、後述する。燃焼室２２に供給された空気と燃料は、ピストン２４の上下動に伴い、燃焼室２２内で気化、混合して混合気を形成する。その後ピストン２４の圧縮動作により、温度と圧力が上昇する。ＥＣＵ１１はエンジン回転数、燃料噴射量などの情報から点火時期を算出し、点火コイル２７に点火信号を出力する。点火信号は主に点火コイル２７への通電開始時期、通電終了時期で構成されている。
　これにより、ピストン２４の圧縮上死点の少し手前のタイミングで点火プラグ２８により点火が行われ、燃焼室２２内の混合気に着火し燃焼が起こる。点火のタイミングは、運転状態によって異なる為、圧縮上死点後の場合もある。燃焼により高まった圧力により、ピストン２４を下方向に押し返す力が働き、膨張行程でエンジントルクとしてクランク軸１６に伝達され、エンジン動力となる。燃焼終了後、燃焼室２２残留したガスは、排気弁２６を通り排気管１９に排出される。この排気ガスには人体に有害な成分が含まれることが多いので、排気管１９の途中に配置された触媒２９の作用により無害化され大気中に排出される。
　次に本実施例の燃料噴射弁２３の詳細な構成について図２を用いて説明する。なお、図２にて説明に用いる燃料噴射弁は一例であり、本構成によって限定されるものではない。図２に示す燃料噴射弁２３において、弁本体２０２はノズルホルダ２０３とコア２０４とハウジング２０５から構成される。図１における高圧燃料ポンプ１０からの燃料は、燃料通路２０６を介して、複数の燃料噴射孔２０７を通って吐出される。弁体２０８は、アンカー２０９を介して軸方向に摺動可能にノズルホルダ２０３内に収納されている。スプリング２１０は、弁体２０８とアジャスタピン２１１との間に配置され、アジャスタピン２１１によってスプリング２１０の上端部の位置が拘束される。スプリング２１０が弁体２０８をシート部材２１２のシート部２１３に押し付けることによって燃料噴射孔２０７は閉弁している。ソレノイド２１４は、アンカー２０９の上部に配置されソレノイド２１４に図１における駆動回路１１からの駆動電流を受けて、ソレノイド２１４に通電される、これにより、コア２０４が励磁されることで磁気吸引力を生じ、アンカー２０９を軸方向に引き上げる。それに伴い、弁体２０８がアンカー２０９によって軸方向に引き上げられる。このとき、弁体２０８がシート部２１３から離れ、ガイド２１５、２１６が弁体２０８を摺動方向にガイドする。そして複数の燃料噴射孔２０７が開き、図１における高圧燃料ポンプ１０によって加圧、圧送された燃料が燃料通路２０６を通過し、燃料を噴射する。
　次に図３は燃料噴射弁２３の制御信号に関して、上から噴射パルス信号３０１、駆動電流３０２、図２における燃料噴射弁のソレノイド２１４への通電によって発生する磁気力３０３、燃料噴射弁の弁体２０８の高さ方向（図２における上下方向）における変位３０４を示している。これらの駆動波形および電流波形、燃料噴射弁の変位は、システム構成、燃料噴射弁の構成によって変化するため、図３の制御波形は本制御の構成を限定するものではない。
　図１におけるＥＣＵ１１において各種センサから受けた運転状態の検出結果から要求噴射量を検知し、図３における噴射パルス信号３０１を決定する。なお、駆動波形判定までの流れは後述の図７のステップ図を用いて説明する。噴射パルス信号３０１が図１におけるＥＣＵ１１から出力され、図１に図示しない燃料噴射弁の駆動回路から駆動電流３０２が出力される。これにより、図２における燃料噴射弁２３のソレノイド２１４に通電、励磁されることで図３における磁気力３０３が発生する。
　詳細に各信号について説明すると、ＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は、噴射パルス信号３０１を図示しない駆動回路に出力し、この噴射パルス信号３０１を受けた駆動回路から駆動電流波形３０２の駆動電流がソレノイド２１４に出力される。駆動電流波形３０２に示すように、駆動電流は通電後、最大駆動電流値Ｉｐに到達するまで増加する。これにより、磁気力３０３は図２における弁体２０８を開弁させるのに十分な磁気力を発生させる。これにより、図２における弁体２０８は、図３における弁変位３０４のように磁気力から一定の遅れを持って弁体が作動し図２における２０９アンカーと２０４コアは衝突し図３における３０４の最大リフトまで開弁する。
　続いてＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は、駆動電流が最大駆動電流値Ｉｐに達した後、最大駆動電流値Ｉｐよりも小さく開弁を保持するために必要な第１駆動電流値Ｉｈ１に駆動電流を保持するように制御する。その後、ＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は第１駆動電流値Ｉｈ１よりも小さく開弁を保持するために必要な第２駆動電流値Ｉｈ２に駆動電流を保持するように制御する。これによって磁気力３０３は、開弁に十分な磁気力を保持し続ける。このとき、図２のソレノイド２１４は弁体２０８の閉弁力の固体バラつきや、磁気力のバラつきを考慮して、開弁するに十分な磁気力に対して余剰な磁気力を有している。続いて噴射パルス信号３０１が終了するにしたがって、駆動電流波形３０２の電流値も０になる。これにより、磁気力３０３も駆動電流波形３０２に一定の遅れを持って０になる。磁気力３０３は閉弁時に３１１の磁気力を有して０に向かうため、弁変位３０４は弁変位３１２に示すように低下して閉弁時の高さ位置となる。
　次に図４は図２における燃料噴射弁の弁体２０８がハーフリフトの時の図３と同様の噴射パルス信号４０１、駆動電流４０２、磁気力４０３、燃料噴射弁の弁変位４０４を示している。図３と同様に本制御用の波形が制御を限定するものではない。ＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は、噴射パルス信号４０１を図示しない駆動回路に出力し、この噴射パルス信号４０１を受けた駆動回路から駆動電流波形４０２の駆動電流がソレノイド２１４に出力される。図３と同様に駆動電流４０２がソレノイドへ通電されることによって磁気力４０３が生じ、これは弁体２０８が開弁を開始するための磁気力である。図４の駆動電流４０２によれば、弁体２０８が最大高さ位置より低い高さ位置まで到達する。あるいはアンカー２０９がコア２０４に衝突する高さ位置より低い高さ位置まで到達する。したがって、弁体２０８又はアンカー２０９はいわゆる中間高さ位置まで到達した後、弁体２０８が最大高さ位置に到達することなく、あるいはアンカー２０９がコア２０４に衝突することなく閉弁動作に入る。
　ここで噴射される燃料量は、燃料噴射弁の弁体２０８の開弁量と開弁時間、燃料噴射弁の弁体に作用する燃料の圧力と燃料噴射弁が噴射する先の燃焼室の圧力との差圧によって決定される。
　一方、燃料噴射弁の弁体２０８には燃料の圧力とは別に、弁体２０８を閉弁するためのスプリング２１０の付勢力や磁気力によって閉弁される。そのため、弁体には車両の運転条件に係わらず閉弁力が作用している。燃料噴射弁のソレノイド２１４への通電は要求される出力、トルクを出すための燃料量を支配する燃料の圧力と燃料噴射弁自体を構成する閉弁のためのスプリング力に打ち勝つように磁気力を発生させて開弁させている。
　したがって、開弁を行うためには、それぞれの運転状態に応じた燃料の圧力と燃料噴射弁の構造に依存するスプリング力や磁気力による閉弁力の合計値を上回る磁気力をソレノイドで発生させる必要がある。また、閉弁時には弁体の閉弁方向に前記スプリング力および燃料の圧力が作用し開弁方向には、ソレノイドの通電によって残っている余剰な磁気力が作用している。更には、燃焼室内に直接燃料を噴射する場合には、開弁方向に燃焼室内の圧力大きく作用する。したがって、弁体を確実に閉弁させるためには燃料噴射弁の構成部材であるスプリング力を大きくすることで確実に閉弁させるように設計されることが一般的である。
　しかしながら、直接、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁においては、前記の燃料の圧力やソレノイドによる磁気力、燃料噴射弁に備えたスプリングが弁体に加え、燃焼室内の圧力が開弁方向に力が発生してしまう。なお、吸気行程中の負圧による閉弁方向の力の発生は微小であるため説明簡略化のため扱わない。これによって、弁体の開弁時間は短くなり、閉弁時間は長くなってしまうことを本発明者らは見出したものである。特に、エンジンの１行程中の吸気－圧縮－膨張－排気行程の中では、圧力が吸気行程に比べ高い圧縮行程の燃焼室の圧力の影響が大きい。なお、説明の簡略化のためにここでは４ストロークエンジンで表現する。また、膨張行程での噴射についての詳細な説明は省略する。
　エンジンの１行程中に複数回噴射を行う燃料噴射弁の制御においては、圧縮行程での噴射の影響で開弁タイミングが早まってしまうことがあるため、この場合、設定した目標噴射量に対して実際の噴射量が乖離してしまう虞がある。　
　
　次に図５を用いて燃焼室内から燃料噴射弁が受ける圧力を考慮しない場合の燃料噴射弁の制御方法について説明する。図５は上からエンジンの燃焼室内の圧力（以下、筒内圧と呼ぶ）５０１、点火信号５０２、複数回の噴射を行う際の噴射パルス信号５０３、５０４、駆動電流５０５、５０６を表している。噴射パルス信号５０３、５０４はエンジンの１行程中に複数回の噴射を行う際にＥＣＵ１１から指示される信号を示している。噴射回数を３回以上としても良いが、理解を容易にするためにここではエンジンの１サイクルで２回の噴射を行う場合について説明することとする。
　筒内圧５０７は筒内圧を示し、点火信号５０８は触媒昇温のために点火時期を遅らせた場合のエンジンの点火時期を示している。噴射パルス信号５０９、５１０は燃焼室内から燃料噴射弁が受ける圧力を考慮しない場合の噴射パルス信号を表し、噴射パルス信号５１０は噴射パルス信号５０４に対し送られるタイミングが遅れることを示す。また駆動電流５１１、５１２は、この噴射パルス信号５０９、５１０を受けた駆動回路からソレノイド２１４に送られる駆動電流を示す。
　このように、触媒昇温のために点火時期を遅角させ、それに伴って混合気を点火時期が遅らせた時期に混合気を形成し点火を実施する必要がある。そのため、噴射時期も５０４から５１０へと遅らせる必要があった。図５においては、噴射パルス信号５１０の幅は噴射パルス信号５０４で設定した信号から変更することなく噴射を実施している。
　しかしながら、上記したように、噴射時期の遅角に伴って、燃料噴射弁の弁体に筒内圧によって開弁方向に作用する力が働き、目標噴射量に対して噴射量が増加してしまうという問題がある。そこでこの問題を解決するために、図６に本実施例における燃料噴射弁の制御内容を説明する。
　図６は、図３の燃料噴射弁がフルリフト時におけるエンジンへの燃料噴射タイミングおよび制御方法を示している。図６における各種記号を説明すると、図５と同様に上から筒内圧６０１、点火時期を説明するための点火信号６０２、燃料噴射弁への通電を指示する噴射パルス信号６０３、６０４および駆動電流６０５、６０６を表している。また、図６においてそれぞれの符号は、本制御を行った際の筒内圧６０７、点火信号６０８、噴射パルス信号６０９、６１０、駆動電流６１１、６１２を示している。
　図６に示す本実施例における制御方法を詳細に説明する。ＥＣＵ１１の制御部の指令によって噴射パルス信号６０３、６０４が駆動回路に送られ、駆動回路は噴射パルス信号６０３、６０４に基づいてエンジンの燃焼室内に目標の噴射量を噴射するべく、駆動電流６０５、６０６をソレノイド２１４に通電する。これにより燃料噴射弁の弁体２０８が開弁し燃料が噴射される。噴射パルス信号６０３は吸気行程中に噴射を行うための信号であり、噴射パルス信号６０４は圧縮行程中に噴射を行うための信号である噴射が実行された後、点火信号６０２によって噴射された燃料と吸入した空気の混合気に図１における点火プラグ２８によって点火が実行される。
　そして例えば図１における排気Ａ／Ｆセンサ２０および排気Ｏ２センサ２１の信号や、クランク角センサ１７によって燃焼状態が目標どおりであるかを判断する。この結果、目標どおりの運転状態でないとＥＣＵ１１が判断し、噴射時期を上死点側に遅らせる際は噴射パルス信号６１０のように６０４の噴射パルス信号を短くする。つまり、１サイクル内に複数回噴射を行う燃料噴射弁において圧縮行程に燃料を噴射させる場合、駆動電流の通電時間を噴射開始時期が遅角する程、短くなるように設定する制御を行う。
　より具体的に言うと本実施例の燃料噴射弁のＥＣＵ１１の制御部は、圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、噴射パルス信号６０４の第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流６０６の通電時間に対し、噴射パルス信号６０４の第１の噴射タイミングよりも遅い噴射パルス信号６１０の第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流６１２の通電時間を短くするように制御するものである。
　換言すると、ＥＣＵ１１の制御部は、圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流６０６の噴射パルス信号６０４の幅に対し、第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流６１２の噴射パルス信号６１０の幅を短くするように制御するものである。
　この制御は、エンジン始動のファストアイドル運転時の圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、触媒を昇温させるための点火時期の遅角と合わせて実行すると特に効果的である。つまり、噴射量を目標値からの乖離を少なくすることができ有効な運転領域とすることが可能となる。
ファストアイドル運転時は、要求噴射量が少なく成層燃焼等のA/Fがリーンな状態で運転を行い、圧縮工程中の噴射を行うことが多くなるため本制御を行わないと噴射量の乖離が問題となる。
　また、燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンが全開運転領域において運転している場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合には、特に筒内圧が高くなる傾向がある。そのため、図５に示すような噴射パルス信号５１０により噴射を行うと、開弁タイミングが早くなることから、目標噴射量に対して実際の噴射量が乖離するという問題がある。
　そのため、ＥＣＵ１１の制御部は上記した図６の制御を燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンが全開運転領域において運転している場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に適用すると良い。これにより、上記したような目標噴射量に対する実際の噴射量の乖離を低減することが可能となる。また、圧縮行程中の燃焼室の圧力が高くなる過給機付きのエンジンにおいては、弁体に掛かる力も大きくなるため本制御による効果は大きくなる。さらにＥＣＵ１１の制御部は燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンのノッキングを検知した場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、上記した図６の制御を適用すると良い。ノッキングを検知した場合に、燃焼室内の圧力を低減させノッキングを回避させるべく、点火時期を遅角させると共に噴射時期も同時に遅角させる。その際、本制御を行わないと噴射量が目標値から乖離する。
　次に図７はハーフリフトで弁体２０８を駆動する場合の制御方法を示している。ハーフリフトとは燃料噴射弁の弁体を最大高さ位置よりも低い高さ位置まで移動させ、この中間領域で弁体の高さ位置を制御することをいう。図７のそれぞれの記号は上から筒内圧７０１、点火信号７０２、噴射パルス信号７０３、７０４および駆動電流７０５、７０６を表している。
　また、図７のそれぞれの記号は、ハーフリフト制御時に本制御を行った際の筒内圧７０７、点火信号７０８、複数回の噴射を行う中の吸気行程中の噴射パルス信号７０９、圧縮行程中の噴射パルス信号７１０を表している。同様に、７１１は吸気行程中の燃料噴射弁へ通電する駆動電流と７１２は圧縮行程中に燃料噴射弁へ通電する駆動電流を示している。
　このハーフリフトの際は、弁体の開弁、閉弁速度に加え弁体の開弁高さも意図せずに増加してしまう。そこで本実施例では図７に示すように、圧縮行程に燃料噴射弁の弁体２０８をハーフリフトで駆動する場合において、最大駆動電流を噴射開始時期が遅角する程、小さくなるように設定する。つまり、噴射パルス信号７１０に従って、駆動回路は駆動電流７１２の最大電流値を駆動電流７０６の最大電流値よりも小さくする。
　より具体的に言うと、ＥＣＵ１１の制御部は、圧縮行程に燃料噴射弁の弁体２０８を最大高さ位置よりも低い高さ位置まで移動させる場合に、噴射パルス信号７０４の第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流７０６の最大電流値に対し、第１の噴射タイミングよりも遅い噴射パルス信号７１０の第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流７１２の最大電流値を短くするように制御する。
　なお、このときＥＣＵ１１の制御部は図６と同様に、噴射パルス信号７０４の第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流７０６の通電時間に対し、第１の噴射タイミングよりも遅い噴射パルス信号７１０の第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流７１２の通電時間を短くするように制御しても良い。あるいは、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流７０６の噴射パルス信号７０４の幅に対し、第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流７１２の噴射パルス信号７１０の幅を短くするように制御するようにしても良い。
　また、ＥＣＵ１１の制御部は、圧縮行程に前記燃料噴射弁の弁体を最大高さ位置まで移動させる場合に、つまり、フルリフトで弁体２０８を駆動する場合には、複数回の噴射で同一の最大駆動電流により前記燃料噴射弁を駆動するように駆動電流を制御すると良い。フルリフト時は、最大駆動電流を同一としソレノイドで発生させる磁気吸引力を余剰に与えることで、開弁時間、開弁速度の変化量を少なくしている。
　次に図８の制御のフローを用いて、本実施例における制御のフローを説明する。Ｓ８０１で図１にて説明した各種センサからの出力を受けて運転状態を判別する。次にＳ８０２において点火時期を遅角させる判断を行い、否（Ｎ）の場合は噴射パルスや駆動電流に変更を行わず燃料噴射弁へ通電を行う。次に８０２において点火時期の遅角を行うと判断した場合（Ｙ）は、Ｓ８０５にて多段噴射回数、噴射期間、噴射時期を決定する。続いて異Ｓ８０６にて多段噴射の噴射時期が圧縮行程噴射であるかを判断し圧縮行程で無い場合（Ｎ）は、Ｓ８０３で噴射パルスや駆動電流に変更を行わず燃料噴射弁へ通電を行う。また、Ｓ８０６で圧縮行程噴射であることを判断した場合においては、続いてＳ８０７にてハーフリフトかの判断を行い、否（Ｎ）の場合は、フルリフト用の補正量をＳ８０８にて決定するしＳ８０３にて通電を開始する。Ｓ８０７にてハーフリフトであると判断（Ｙ）した場合は、Ｓ８０９にて駆動電流の最大値を下げる制御を行い、Ｓ８１０にて噴射パルスの補正量を決定しＳ８１１にて燃料噴射弁へ通電を開始する。
　以上の本実施例の燃料噴射弁の制御装置によれば、燃料噴射弁の圧縮行程中の噴射量を目標値との乖離を抑制することができ、より燃費・排気性能が向上した内燃機関とすることができる。
１１　エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１２　燃圧センサ
２３　燃料噴射弁
２０２　弁本体
２０４　コア
２０８　弁体
２０９　アンカー
２１０　スプリング
２１２　シート部材
２１３　シート部
２１４　ソレノイド
３０１　噴射パルス信号
３０２　駆動電流
３０３　磁気力
３０４　弁変位
Ｓ８０１　運転状態の検出行程
Ｓ８０２　点火時期の遅角判断
Ｓ８０６　圧縮行程噴射判断　
Ｓ８０７　ハーフリフト判断　

Claims (17)

  1. 　１サイクル内に複数回の噴射を行う燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁の駆動電流の通電時間を制御する制御部を備え、
    　前記制御部は、圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  2. 　１サイクル内に複数回の噴射を行う燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁の駆動電流の通電パルス幅を制御する制御部を備え、
    　前記制御部は、圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  3. 　請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、エンジンのファストアイドル運転時の圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い前記第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  4. 　請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、エンジンのファストアイドル運転時の圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  5. 　請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、圧縮行程に前記燃料噴射弁の弁体を最大高さ位置よりも低い高さ位置まで移動させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い前記第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  6. 　請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、圧縮行程に前記燃料噴射弁の弁体を最大高さ位置よりも低い高さ位置まで移動させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  7. 　請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、前記燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンのノッキングを検知した場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い前記第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  8. 　請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、前記燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンのノッキングを検知した場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  9. 　請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、前記燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンが全開運転領域において運転している場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い前記第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  10. 　請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、前記燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンが全開運転領域において運転している場合で、かつ、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅を短くするように制御することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  11. 　請求項１又は２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記制御部は、圧縮行程に前記燃料噴射弁の弁体を最大高さ位置まで移動させる場合に、複数回の噴射で同一の最大駆動電流により前記燃料噴射弁を駆動することを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  12. 　請求項１又は２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁からの燃料が吐出されるエンジンは過給機が搭載されたものであることを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
  13. 　請求項１又は２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
    　前記燃料噴射弁はエンジンの燃料室内に直接、燃料を噴射する直接燃料噴射タイプ式であることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
  14. 　１サイクル内に複数回の噴射を行う燃料噴射弁において、
    　圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間が短いことを特徴とした燃料噴射弁。
  15. 　請求項１に記載の燃料噴射弁において、
    　エンジンのファストアイドル運転時において、圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、前記第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い前記第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間が短いことを特徴とした燃料噴射弁。
  16. 　１サイクル内に複数回の噴射を行う燃料噴射弁の制御方法において、
    　圧縮行程に燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電時間を短くすることを特徴とした燃料噴射弁の制御方法。
  17. 　１サイクル内に複数回の噴射を行う燃料噴射弁の制御方法において、
    　圧縮行程において燃料を噴射させる場合に、第１の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅に対し、前記第１の噴射タイミングよりも遅い第２の噴射タイミングで噴射するときの駆動電流の通電パルス幅を短くすることを特徴とした燃料噴射弁の制御方法。
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