JP2006291756A - 電磁弁駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁弁への通電停止時に生じる残留磁力を小さくすることを可能とすることを目的とする。
【解決手段】 エンジン１に燃料を噴射供給する燃料噴射弁３に用いられ、弁体３２ａと、コイルに発生する電磁力で弁体３２ａを吸引するコア３２ｂとを有し、コイルへの通電停止時に生じる残留磁力の大きさにより噴射停止の応答性に影響を与える電磁弁３２であって、エンジン１の運転状態に応じてこの電磁弁３２のコイルへの通電特性を制御する電磁弁駆動制御装置において、
１噴射中の通電特性のうちの噴射停止前の通電電荷値を、電磁弁３２が搭載された燃料噴射弁３の噴射状態を保持できる最小の通電電荷値Ｉｈｃ（Ｉｈｃｏ）に設定する電磁弁個体差調整手段を備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電磁弁駆動制御装置に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に用いられる電磁弁の駆動制御装置に適用して好適なものである。

従来より、内燃機関の燃料噴射装置として、例えばディーゼル機関の気筒内に燃料を噴射供給する装置が知られている。この装置では、電磁弁式の燃料噴射弁によって燃料が噴射供給されている。この種の電磁弁は、燃料を噴射および噴射停止する燃料噴射弁本体側のニードルを直接的もしくは間接的に駆動する弁体と、コイルに発生する電磁力で弁体を吸引する吸引部材としてのコアを備えており、コイルへの通電および通電停止の通電制御することで、ニードルを開弁および閉弁させて燃料の噴射および噴射停止をするものである。

ディーゼル機関には、近年、排気ガス規制の強化や燃焼音低減の社会的要請があり、これに対応して電磁弁に高応答性の要求がある。

これに対して特許文献１の開示する技術では、１噴射中の電磁弁への通電特性として、開弁後の通電電流より大きな過渡電流を通電初期に流すことで開弁応答性を向上させている。なお、この技術では、開弁後の通電電流を、所定の一定電流値に制御することで、開弁状態の維持と消費電力の低減が図られている。
特開平８−１７７５８３公報

開弁を維持するための最小電流値には、電磁弁に個体差があり、電磁弁毎に異なっている。しかしながら従来技術では、上記所定一定電流値を、余裕電流値分を上乗せした値に設定しているため、コイルへの通電を停止するときにコイルに生じる残留磁力が大きくなってしまって、その結果、閉弁応答時間が遅くなるという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、電磁弁への通電停止時に生じる残留磁力を小さくすることを可能とすることを目的とする。

また、別の目的は、電磁弁への通電停止時に生じる残留磁力を小さくすることを可能にするとともに、１燃焼行程に複数回に分けて噴射する場合において、前噴射と後噴射との近接噴射による噴射の重なりを防止可能な電磁弁駆動制御装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

請求項１乃至６記載の発明では、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に用いられ、弁体と、コイルに発生する電磁力で弁体を吸引する吸引部材とを有し、コイルへの通電停止時に生じる残留磁力の大きさにより噴射停止の応答性に影響を与える電磁弁であって、内燃機関の運転状態に応じてこの電磁弁のコイルへの通電特性を制御する電磁弁駆動制御装置において、
１噴射中の通電特性のうちの噴射停止前の通電電荷値を、電磁弁が搭載された燃料噴射弁の噴射状態を保持できる最小の通電電荷値に設定する電磁弁個体差調整手段を備えていることを特徴としている。

これにより、噴射停止前の噴射状態を保持できる通電電荷値を、燃料噴射弁に搭載される電磁弁固有の最小の通電電荷値に設定することが可能であり、コイルへの通電停止時に生じる残留磁力の大きさを、電磁弁個体差に係わらず、小さくすることができる。

また、本発明の請求項２に記載の発明では、電磁弁個体差調整手段は、
噴射停止前の通電電荷値を、電磁弁の個体差に係わらず噴射状態を保持する保持電荷値から変化させる保持電荷値変更手段と、
内燃機関の運転状態を検出し、この運転状態に基づいて内燃機関の回転変動が所定値以上あるか否かを判定する判定手段とを備え、
噴射停止前の通電電荷値を保持電荷値から徐々に変化させ、回転変動が所定値以上あると判断される場合には、その通電電荷値を最小の通電電荷値とすることを特徴としている。

これによると、燃料噴射弁に搭載される電磁弁固有の噴射停止前の最小通電電荷値に設定する方法として、調整前の当初は、噴射停止前の通電電荷値を電磁弁の個体差に係わらず噴射状態を保持する保持電荷値に設定し、保持電荷値から徐々に変化させてゆき、回転変動が所定値以上となるときの通電電荷値を最小通電電荷値に決定している。これにより、所定値を内燃機関の性能に影響を及ぼさない程度の回転変動とすることで、電磁弁を有する燃料噴射弁が内燃機関に搭載された段階で、噴射停止の応答性に影響を与える残留磁力の大きさを小さくするように調節することができる。

また、本発明の請求項３に記載の発明では、最小通電電荷値は、回転変動が所定値以上あると判断されたときの通電電荷値に、電磁弁固有の電荷値を加えられることを特徴としている。

これによると、最小通電電荷値は、回転変動が所定値以上あると判断されたときの通電電荷値に、電磁弁固有の電荷値を加えられることが好ましい。これにより、燃料噴射弁に搭載される電磁弁固有の噴射停止前の最小通電電荷値を、噴射状態が確実に保持される最小値に設定できる。

また、本発明の請求項４に記載の発明では、通電特性は、一噴射中の噴射期間に対応する通電パルスが形成され、
最小通電電荷値を設定する期間は、通電パルス中の噴射停止前領域に、通電パルス長さに係わらず所定時間に設定されていることを特徴としている。

一般に、燃料噴射弁より内燃機関に供給される燃料の噴射量は、コイルへの通電期間すなわち通電パルス幅により調節されており、その通電パルス幅は、内燃機関の運転状態に応じた最適な噴射量に対応して決められるため、噴射量要求が変化しても燃料噴射特性の安定性が求められている。

これに対して請求項４に記載の発明では、最小通電電荷値を設定する期間は、通電パルス中の噴射停止前領域に、通電パルス長さに係わらず所定時間に制限しているので、噴射量要求が変化、特に小噴射量を要求される場合であっても、燃料噴射特性の安定性を確保することが可能である。

また、本発明の請求項５に記載の発明では、所定時間を、電磁弁の個体差に係わらず噴射状態を保持する保持時間から変化させる保持時間変更手段と、内燃機関の運転状態を検出し、この運転状態に基づいて内燃機関の回転変動が所定値以上あるか否かを判定する判定手段とを備え、所定時間を保持時間から徐々に変化させ、回転変動が所定値以上あると判断される場合には、その所定時間を電磁弁固有の最大保持時間とすることを特徴としている。

これによると、所定時間を設定する方法として、電磁弁の個体差に係わらず噴射状態を保持する保持時間から徐々に変化させ、回転変動が所定値以上あると判断される場合に、その所定時間を電磁弁固有の最大保持時間とすることが好ましい。これにより、燃料噴射弁に搭載される電磁弁固有の噴射停止前の通電電荷状態を、噴射状態を可能な限り保持される最小通電電荷値と、その最小通電電荷値を維持する最長の保持時間とすることができる。したがって、噴射停止の応答性に影響を及ぼす残留磁力の大きさを精度よく小さくすることができる。

また、本発明の請求項６に記載の発明では、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁弁駆動制御装置は、運転状態に応じて１燃焼行程の間に複数回噴射する燃料噴射弁に用いられ、運転状態が、複数回の噴射のうち先に噴射を実施する前噴射と前噴射の後に噴射を実施する後噴射とを少なくとも近接噴射させる運転領域において、
前噴射に対応する通電特性のうちの噴射停止前の通電電荷値を、最小通電電荷値に設定することを特徴としている。

これによると、複数回の噴射のうち先に噴射を実施する前噴射と前噴射の後に噴射を実施する後噴射とを少なくとも近接噴射させる場合において、前噴射に対応する通電特性のうちの噴射停止前の通電電荷値を、最小通電電荷値に設定することが好ましい。

前噴射に噴射停止時に生じる残留磁力が残ったまま、あるいは残留磁力の影響により燃料噴射弁の噴射状態が維持されている段階で、後噴射のための通電が開始されると、後噴射の噴射開始が早まってしまい、その結果前噴射と後噴射が重なる現象が発生する場合がある。

これに対して請求項６に記載の発明では、前噴射に対応する通電特性のうちの噴射停止前の通電電荷値を、最小通電電荷値に設定しているので、後噴射のための通電が開始される直前まで、前噴射の残留磁力が残ってしまう、あるいは残留磁力の影響により燃料噴射弁の噴射状態が継続されるのを防止することが可能である。したがって、前噴射と後噴射との近接噴射による噴射の重なり防止が図れる。

以下、本発明の電磁弁駆動制御装置を、蓄圧式燃料噴射制御装置に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の電磁弁駆動制御装置を適用する燃料噴射制御装置の全体構成を示す構成図である。図２は、図１中の電磁弁を搭載する燃料噴射弁の模式的断面図である。図３は、図１中のＥＣＵにおいて電磁弁のコイルへ通電する通電特性を制御する制御方法を示すフローチャートである。図４は、噴射信号と、電磁弁への通電特性と、燃料噴射弁の噴射特性との関係を示すタイムチャートである。なお、図５および図６は、本実施形態の作用効果を説明するグラフであって、図５は残留磁力と通電電荷値との関係、図６は閉弁開始時間と残留磁力との関係を示すグラフである。

蓄圧式燃料噴射装置（以下、コモンレール式燃料噴射装置）は、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）１に燃料を噴射供給する燃料噴射システムである。このコモンレール式燃料噴射装置は、図１に示すように、高圧燃料を蓄える蓄圧器としてのコモンレール２と、電磁弁３２の駆動により燃料の噴射および噴射停止を行なう燃料噴射弁３と、燃料を高圧圧送する燃料供給ポンプとしてのサプライポンプ４と、これらを制御する制御手段としての制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）５を含んで構成されている。

エンジン１は、燃焼サイクルとしての吸入、圧縮、膨張、排気の各行程を連続して行なう気筒を複数備えたものであり、図１では一例として４気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数を有するエンジンであってもよい。

コモンレール２は、燃料噴射弁３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように、高圧燃料流路としての燃料配管６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ４の吐出口に接続されている。なお、燃料噴射弁３に供給される高圧燃料は、一部余剰燃料等をリーク燃料として燃料噴射弁３より排出されており、燃料噴射弁３からのリーク燃料は、燃料還流路としてのリリーフ配管７を経て燃料タンク８に戻されている。

また、コモンレール２から燃料タンク８へのリリーフ配管９には、プレシャリミッタ１１が取つ付けられている。このプレシャリミッタ１１は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超える場合に開弁するように構成され、コモンレール２内の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。

燃料噴射弁３は、エンジン１の各気筒ごとに搭載され、気筒内に燃料を噴射供給するものであり、コモンレール２により分岐する複数の高圧燃料配管１０の下流端に接続され、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。燃料噴射弁３は電磁弁３２を駆動制御することにより燃料の噴射および噴射停止を行なう電磁弁式燃料噴射弁である。具体的には、図２に示すように、燃料噴射弁３は、燃料を噴射するための噴孔３８と、噴孔３８よりの燃料の噴射を遮断および許容する弁部材としてのニードル３３と、ニードル３３を燃料圧力によりリフトさせるための制御圧力室３１と、制御圧力室３１の燃料圧力を増減する電磁弁３２とを含んで構成されている。なお、ニードル３３は、電磁弁３２により制御される制御圧力室３１内の燃料圧力の増減により、ニードル３３が閉弁および開弁する。このようにニードルが間接的に電磁弁３２で駆動されるものに限らず、ニードル３３を直接的に電磁弁３２で駆動されるものであってもよい。

電磁弁３２はコイルに発生する電磁力により駆動されるものであり、弁体３２ａと、コイルに発生する電磁力で弁体３２ａを吸引する吸引部材としての固定コア３２ｂとを備えている。この電磁弁３２は、コイルへの通電が停止されてコイルが励磁されていないときには固定コア３２ｂに磁気吸引力が発生しないため、弁体３２ａは図示しない弁座に着座している。この場合、制御室３１と燃料タンク８側の燃料循環路７との連通が遮断され、制御室３１内の燃料圧力は、ノズル室３７へ導かれるコモンレール圧と同じになる。ニードル３１はコモンレール圧と同じ燃料圧力でノズルシート３８に押し付けられ、閉弁する。

なお、コイルへの通電停止時には、通電時の通電電荷値（以下、通電電流と呼ぶ）の大きさに応じて残留磁力が生じる（図５参照）。この残留磁力は、固定コア３２ｂと弁体３２ａとの間に作用し、電磁弁３２の閉弁開始時期を遅らせて（図６参照）、閉弁応答性に影響を及ぼす。そして、ニードル３１の閉弁開始時間を遅らせて噴射停止の応答性に影響を及ぼす。

一方、コイルに通電されてコイルが励磁されているときには固定コア３２ｂに磁気吸引力が発生し、その吸引力が弁体３２ａに作用するため、弁体が引き付けられて弁座から離座している。この場合、制御室３１と燃料循環路７がオリフィス３４を介して連通され、制御室３１内の燃料圧力は減圧される。この減圧によりニードル３１をノズルシール３８側へ押付け力が低下するため、ノズルシート３８から離座して開弁する。なお、その減圧速度はオリフィス３４の大きさに応じて設定される。

サプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送するポンプである。なお具体的にはサプライポンプ４は、燃料タンク８内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプと高圧ポンプは共通のカムシャフト１２によって駆動されている。このカムシャフト１２は、エンジン１のクランク軸１３等によって回転駆動されるものである。

また、サプライポンプ４には、高圧ポンプに吸引される燃料の量つまりコモンレール２へ高圧圧送する吐出量を調節する調量制御弁（図示せず）が搭載されており、この調量制御弁がＥＣＵ５によって駆動制御されることにより、コモンレール圧が調整されるようになっている。

ＥＣＵ５は、制御処理、演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、燃料噴射弁３の電磁弁３２の駆動回路（以下、電磁弁駆動回路と呼ぶ）およびサプライポンプ４の調量制御弁の駆動回路（以下、ポンプ駆動回路と呼ぶ）等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵ５に読み込まれたセンサ類の信号に基づいて各種の演算処理を行なうようになっている。図１中のＥＣＵ５において、５１はＣＰＵ、記憶装置、入力回路、出力回路等からなる制御部、５２は電磁弁駆動回路、５３はポンプ駆動回路を示している。

ＥＣＵ５に接続されるセンサ類は、図１に示すように、アクセル開度Ａｃｃｐを検出するアクセルセンサ２１、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２２、エンジン１の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２３、コモンレール圧Ｐｃを検出する燃料圧力センサ（以下、コモンレール圧センサと呼ぶ）２４、およびその他のセンサ類２５がある。

図１に示すように、ＥＣＵ５中の電磁弁駆動回路５２は、車載電源としての車載バッテリ（図示せず）からのバッテリ電圧を高めて蓄えるチャージ回路５２ａと、放電制御用スイッチング素子５２ｂと、放電制御用スイッチング素子５２ｂを断続制御する放電制御回路５２ｃとを備える。これらの構成は、電磁弁５２に高電圧・大電流を瞬時に与える過渡電流発生回路（以下、最大電流発生回路と呼ぶ）を構成する。

この初期最大電流発生回路は、図３に示すように、１噴射中の駆動信号Ｔｉｎｊのうちの通電開始部分に対応する駆動パルス区間（以下、過渡電流駆動パルス区間と呼ぶ）Ｔｐにおいて、電磁弁３２への通電特性を、ピーク電流値がＩｐの過渡電流波形に形成する。なお具体的には、放電制御回路５２ｃは、制御部５１から出力される駆動信号を受けると、放電制御用スイッチング素子５２ｂをＯＮして電磁弁３２への通電を開始し、その後、図示しない電流検出部によって検出される通電電流値が所定の閾値（例えば、放電停止閾値のＩｐ）に達したら、放電制御用スイッチング素子５２ｂをＯＦＦさせることにより上記過渡電流波形の過渡電流を電磁弁３２へ供給する。

また、電磁弁駆動回路５２は定電流制御回路（図示せず）を備えており、この定電流制御回路は、電磁弁３２へ過渡電流を通電した後、図３に示すように、駆動信号Ｔｉｎｊのうちの後半部分に対応する駆動パルス区間（以下、保持電流駆動パルス区間と呼ぶ）Ｔｐにおいて、通電電流特性を、定電流状態に保持される電流値を複数段階（本実施例では２段階）に切換えるものである。一定の定電値（本実例では、図３に示すＩｈとＩｈｃの２段階の電流値）の電流波形の保持電流が電磁弁３２へ供給される。なお、ここで、電流値Ｉｈの電流波形を第１保持電流と呼び、電流値Ｉｈｃの電流波形を第２保持電流と呼ぶ。

なお、ここで、ＥＣＵ５は、燃料噴射弁３の噴射動作を制御する噴射手段とを備えており、噴射手段は、目標噴射量決定手段と、噴射時期決定手段と、噴射期間決定手段と、燃料噴射弁駆動手段とから構成されている。目標噴射量決定手段は、各種センサ類により検出したエンジン１の運転状態に応じて最適な目標噴射量Ｑｆｉｎを決定する。噴射時期決定手段は、目標噴射量Ｑｆｉｎとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて指令噴射時期（通電パルス時期）Ｔｆｉｎを決定する。噴射期間決定手段は、コモンレール圧Ｐｃと目標噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて指令噴射期間（通電パルス時間）Ｔｉｎｊを決定する。

燃料噴射弁駆動手段は、各気筒の燃料噴射弁３の電磁弁３２に、指令噴射時期（Ｔｆｉｎ）から噴射指令パルス時間（Ｔｉｎｊ）が経過するまでの間、略パルス状の通電電流を印加する。なお具体的には、燃料噴射弁駆動手段は、電磁弁３２への通電特性を過渡電流値Ｉｐに過渡電流制御するピーク電流波形発生手段と、電磁弁３２への通電特性を２段階の保持電流Ｉｈ、Ｉｐに定電流制御する保持電流波形発生手段とを備えている。

保持電流波形発生手段は電磁弁個体差調整手段を備えており、この電磁弁個体差調整手段は、保持電流値変更手段と、判定手段とを有する。保持電流値変更手段は、第２保持電流の決定のため、第１保持電流値Ｉｈより変化させた補正保持電流値Ｉｈｉ（図３参照）で第２保持電流値Ｉｈｃを仮設定する。判定手段は、その第１保持電流値Ｉｈから変化させた補正保持電流Ｉｈｉで電磁弁３２を通電制御したときのエンジン１の運転状態への影響を判定する。なお、第２保持電流値Ｉｈｃは請求範囲に記載の噴射停止前の通電電荷値に相当する。

次に、上述した構成を有する蓄圧式燃料噴射装置の制御方法、特に燃料噴射弁３の噴射動作を制御するために電磁弁３２のコイルへの通電特性を制御する制御方法について、図４に従って説明する。図４に示すように、Ｓ３０１（Ｓはステップ）では、第１保持電流値Ｉｈを読み出し、第２保持電流値Ｉｈｃを決定するための補正保持電流値Ｉｈｉを第１保持電流値Ｉｈで初期化する。また、第２保持電流値Ｉｈで通電する通電期間（以下、第２保持電流通電期間と呼ぶ）Ｔｈｃを所定通電時間に初期化する。

Ｓ３０２では、補正保持電流値Ｉｈｉを徐々に変化させるため、補正保持電流値Ｉｈｉを所定電流値分ΔＩ小さし、その補正保持電流Ｉｈｉで電磁弁３２を通電制御する。Ｓ３０３では、このときのエンジン回転数Ｎｅの変動ΔＮｅを測定する。

Ｓ３０４では、その回転変動ΔＮｅが所定値ΔＮａに達しているか否かを判断する。回転変動ΔＮｅが所定値ΔＮａに達していない場合には、徐々に小さく変化させている補正保持電流値Ｉｈｉの大きさが、エンジン１に搭載されている電磁弁３２固有の最小の保持電流値（Ｉｈｃｏ）に達していないと判断し、Ｓ３０２へ戻る。逆に、回転変動ΔＮｅが所定値ΔＮａに達している場合には、Ｓ３０５へ移行する。なお、所定値ΔＮａは、電磁弁３２を有する燃料噴射弁３より噴射される燃料の噴射状態によってエンジン１へ影響を与えるとの判定をするための回転変動量に設定されている。所定値ΔＮａに達すると、電磁弁３２への通電制御により燃料噴射弁３より噴射量がばらつき始める。

Ｓ３０５では、そのときの補正保持電流値Ｉｈｉを、噴射停止時前の燃料噴射弁３の噴射状態を保持できる最小の通電電流値（保持限界電流値と呼ぶ）Ｉｈｃｏと判定し、保持限界電流値Ｉｈｃｏを、その補正保持電流値Ｉｈｉに決定する（Ｉｈｃｏ＝Ｉｈｉ）。

Ｓ３０６では、Ｓ３０５で決定した保持限界電流値Ｉｈｃｏに、電磁弁３２固有の電流値（以下、余裕電流値と呼ぶ）ｄｉを加えた値を必要保持電流値とし、第２保持電流値Ｉｈｃとして設定する。

Ｓ３０７では、決定した第２保持電流値Ｉｈｃを前提に、第２保持電流通電期間Ｔｈｃを決定するための補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉを徐々に変化させるため、補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉを所定通電期間分ΔＴ大きくし、その補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉで電磁弁３２を通電制御する。Ｓ３０８では、このときのエンジン回転数Ｎｅの変動ΔＮｅを測定する。

Ｓ３０４では、その回転変動ΔＮｅが所定値ΔＮａに達しているか否かを判断する。回転変動ΔＮｅが所定値ΔＮａに達していない場合には、徐々に大きく変化させている補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉの大きさが、エンジン１に搭載されている電磁弁３２固有の最大の保持電流通電期間（Ｔｈｃｏ）に達していないと判断し、Ｓ３０７へ戻る。逆に、回転変動ΔＮｅが所定値ΔＮａに達している場合には、Ｓ３０９へ移行する。

Ｓ３０９では、そのときの補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉを、噴射停止時前の燃料噴射弁３の噴射状態を保持できる最大の通電期間（保持限界通電期間と呼ぶ）Ｔｈｃｏと判定し、保持限界通電期間Ｔｈｃｏを、その補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉに決定する（Ｔｈｃｏ＝Ｔｈｃｉ）。

Ｓ３１０では、Ｓ３０９で決定した保持限界通電期間Ｔｈｃｏに、電磁弁３２固有の通電期間（以下、余裕通電期間と呼ぶ）ｄｉを減じた値を、第２保持電流値Ｉｈｃに切換えられる保持電流補正期間とし、第２保持電流通電期間Ｔｈｃとして設定する。

なお、ここで、Ｓ３０２の制御処理は上記保持電流値変更手段を構成する。Ｓ３０４の制御処理は上記判定手段を構成する。Ｓ３０１からＳ３０６の制御処理は、請求範囲に記載の電磁弁個体差調整手段を構成する。また、Ｓ３０７からＳ３１０の制御処理を、電磁弁個体差調整手段に含んでもよい。

以上の制御方法により、電磁弁３２への通電特性として、過渡電流、第１保持電流値Ｉｈとからなる電流波形のうちの噴射停止前の通電電流値を、電磁弁３２の搭載されたエンジン１の運転状態に基づいて判定される噴射状態を保持できる最小の通電電流値（保持限界電流値Ｉｈｃｏ）に決定し、保持限界電流値Ｉｈｃｏに対応した第２保持電流値Ｉｈｃで電磁弁３２が通電制御される。したがって、電磁弁３２への通電停止時に生じる残留磁力の大きさを、電磁弁３２個体差に係わらず、小さくすることができる。

従来技術の噴射停止前の通電電流値は、電磁弁３２の個体差に係わらず噴射状態を保持できる保持電流値Ｉｈ（本実施例の第１保持電流値に対応）設定された。これに対し、本実施形態では、電磁弁３２を搭載する装置する実際の電磁弁３２に基づいて噴射状態を保持できる保持限界電流値Ｉｈｃｏに決定し、これに対応した第２保持電流値Ｉｈｃで電磁弁３２を通電制御するので、図５に示すように残留磁力の大きさを小さくし（図５参照）、図４に示す電磁弁３２の閉弁開始時間Ｔｄｃを短縮でき（図６参照）、よって電磁弁３２の閉弁応答性向上が図れる。その結果、図４中の噴射率ｑの特性に示されるように、破線で示す従来特性に比べて燃料噴射停止の応答性の向上が図れる。

なお、第２保持電流値Ｉｈｃは、保持限界電流値Ｉｈｃｏに電磁弁３２固有の余裕電流値ｄｉを加えたものとするので、噴射状態を確実に保持できる最小の通電電流値とすることができる。

さらになお、上記決定した第２保持電流値Ｉｈｃを前提に、第２保持電流値Ｉｈｃで設定される通電期間を、噴射状態を保持できる最大の通電期間（保持限界通電期間Ｔｈｃｏ）に略設定し、保持限界通電期間Ｔｈｃｏに対応した第２保持電流通電期間Ｔｈｃで電磁弁３２が通電制御される。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、電磁弁３２への通電特性の制御方法として、過渡電流、第１保持電流値Ｉｈとからなる通電電流波形のうちの噴射停止前の通電電流値を、電磁弁３２を実際に搭載するエンジン１での噴射状態を保持できる最小の通電電流値（保持限界電流値Ｉｈｃｏ）に決定し、保持限界電流値Ｉｈｃｏに対応した第２保持電流値Ｉｈｃで電磁弁３２への通電特性を制御している。

従来技術の噴射停止前の通電電流値は、電磁弁３２の個体差に係わらず噴射状態を保持できる保持電流値Ｉｈ（本実施例の第１保持電流値に対応）設定された。

これに対し本実施形態では、電磁弁３２を搭載する装置する実際の電磁弁３２に基づいて噴射状態を保持できる保持限界電流値Ｉｈｃｏに決定し、これに対応した第２保持電流値Ｉｈｃで電磁弁３２を通電制御するので、残留磁力の大きさを、電磁弁３２個体差に係わらず、小さくすることができる。その結果、電磁弁３２の閉弁開始時間Ｔｄｃを短縮できので、電磁弁３２の閉弁応答性向上が図れる。そして、例えば噴射率ｑにおいて、従来特性に比べて燃料噴射停止の応答性の向上が図れる。

（２）なお、本実施形態では、第１保持電流値Ｉｈより徐々に小さく変化させる保持電流値変更手段と、エンジン１の運転状態を検出し、この運転状態に基づいてエンジン回転変動ΔＮｅが所定値（ΔＮａ）以上あるか否かを判定する判定手段とを備えている。これにより、第１保持電流値Ｉｈより徐々に小さく変化させた補正保持電流Ｉｈｉで電磁弁３２を通電制御し、回転変動ΔＮｅが所定値（ΔＮａ）に達したと判断される場合には、その補正保持電流Ｉｈｉを保持限界電流値Ｉｈｃｏに決定できる。

したがって、所定値ΔＮｅをエンジン１の性能に影響を及ぼさない程度の回転変動とすることで、電磁弁３２を有する燃料噴射弁３がエンジン１に搭載された段階で、噴射停止の応答性に影響を与える残留磁力の大きさを小さくするように調節することができる。

（３）さらになお、本実施形態では、第２保持電流値Ｉｈｃは、上記保持限界電流値Ｉｈｃｏに、電磁弁３２固有の余裕電流値分ΔＩを加えた値とすることが好ましい。これにより、噴射停止前の通電電流値を、噴射状態を確実に保持できる最小の通電電流値とすることができる。

（４）また、本実施形態では、第２保持電流値Ｉｈｃを設定する第２保持電流通電期間Ｔｈｃは、駆動信号（通電パルス）中の噴射停止前領域に、通電パルス期間Ｔｉｎｊの長さに係わらず、所定期間（所定時間）に設定されている。

一般に、燃料噴射弁３より供給される燃料の噴射量は、通電パルス幅Ｔｉｎｊにより調節されており、その通電パルス幅は、エンジン１の運転状態に応じた最適な噴射量に対応して決められるため、噴射量要求が変化しても燃料噴射特性の安定性が求められている。

これに対して本実施形態では、第２保持電流通電期間Ｔｈｃは、通電パルスＴｉｎｊ長さに係わらず所定時間に制限しているので、噴射量要求が変化、特に小噴射量を要求される場合であっても、燃料噴射特性の安定性を確保することが可能である。

（５）さらになお、上記所定時間を設定する方法として、電磁弁３２の個体差に係わらず噴射状態を保持する所定の保持時間から徐々に変化させた補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉで電磁弁３２を通電制御し、回転変動Ｎｅが所定値に達したと判断される場合に、その補正保持電流通電期間Ｔｃｈｉを電磁弁３２固有の最大保持時間とすることが好ましい。これにより、燃料噴射弁３に搭載される電磁弁３２固有の噴射停止前の通電電流状態を、噴射状態を可能な限り保持される保持限界電流値Ｉｈｃｏにより規定される第２保持電流値Ｉｈｃと、その第２保持電流値Ｉｈｃを維持する最長の保持時間Ｔｈｃとすることができる。したがって、噴射停止の応答性に影響を及ぼす残留磁力の大きさを精度よく小さくすることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態では、ＥＣＵ５は、図７に示すように、エンジン１の運転状態に応じて１燃焼行程中に複数回（本実施例では２回）噴射する噴射手段を有するものとする。図７は、実施形態に係わる電磁弁への通電特性と燃料噴射弁の噴射特性との関係を示すタイムチャートである。なお、図７において、複数回の噴射のうち先に噴射を実施する前噴射と前噴射の後に噴射を実施する後噴射とを近接噴射させる場合を示しており、実線の特性が本実施例の一例を示し、破線の特性は従来技術の例を示している。

一般に、前噴射に噴射停止時に生じる残留磁力が残ったまま、あるいは残留磁力の影響により燃料噴射弁３の噴射状態が維持されている段階（図中の破線特性を参照）で、後噴射のための通電が開始されると、後噴射の噴射開始が、図中の斜線枠の破線特性に示されるように早まってしまうおそれがある。その結果前噴射と後噴射が重なる現象が発生する場合がある。なお、このような現象が発生する状態では、後噴射の噴射開始時期は図中の斜線枠内で変動し、後噴射の噴射量変動を招くおそれがある。

これに対して本実施形態では、前噴射と後噴射とを少なくとも近接噴射させる場合において、前噴射に対応する通電特性のうちの噴射停止前の通電電流値を、噴射状態を保持できる保持限界電流値Ｉｈｃｏにより規定される第２保持電流値Ｉｈｃに設定するようにしている。これにより、後噴射のための通電が開始される直前まで、前噴射の残留磁力が残ってしまう、あるいは残留磁力の影響により燃料噴射弁３の噴射状態が継続されるのを防止することが可能である。

つまり、噴射終了時期において、固定コア３２ｂが弁体３２ａを吸引保持する磁気力は、同一電流通電により大なる磁気力を生じさせる固体（プラス側のばらつき固体）にあっては、必要吸引力以上の磁気力を生じさせていた。これに対して、本技術である上記した噴射終了時期の通電電流設定により、吸引磁気力が必要量だけ確保されるようにマイナス調整されて、残留磁力も軽減することができる。この結果、前噴射と後噴射との近接噴射による噴射の重なり防止が図れる。

また、上記したプラス側のばらつき固体における噴射終了時期の吸引磁気力と、本技術採用における噴射終了時期の吸引磁気力との比較では、本技術採用の方が噴射終了指令から実際に噴射が終了するまでの時間である噴射終了遅れが短く設定できる。これによって、前噴射終了から後噴射の開始までの噴射間インターバル時間につき、従来と本技術の双方を同じ狙い時間に設定する比較において、本技術採用の方が前噴射重心と後噴射重心との間の時間を短く設定できる。このことは、近年の出力とエミッションの総合性能を向上させるのに寄与できる効果がある。

（他の実施形態）
以上説明した本実施形態では、電磁弁３２を搭載する燃料噴射弁３を、電磁弁３２により制御される制御圧力室３１内の燃料圧力の増減により間接的にニードル３３が制御され、燃料の噴射および噴射停止するものとして説明したが、ニードル３３を間接的に電磁弁３２で駆動するものに限らず、ニードル３３を直接的に電磁弁３２で駆動するものであってもよい。

本発明の第１の実施形態の電磁弁駆動制御装置を適用する燃料噴射制御装置の全体構成を示す構成図である。 図１中の電磁弁を搭載する燃料噴射弁の模式的断面図である。 図１中のＥＣＵにおいて電磁弁のコイルへ通電する通電特性を制御する制御方法を示すフローチャートである。 噴射信号と、電磁弁への通電特性と、燃料噴射弁の噴射特性との関係を示すタイムチャートである。 第１の実施形態の作用効果を説明するグラフである。 第１の実施形態の作用効果を説明するグラフである。 第２の実施形態に係わる電磁弁への通電特性と燃料噴射弁の噴射特性との関係を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２ コモンレール（燃料噴射弁に供給される高圧燃料を蓄える蓄圧器）
３ 燃料噴射弁
４ サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
５ ＥＣＵ（制御装置）
２４ コモンレール圧センサ（燃料圧力センサ）
３１ 制御圧力室
３２ 電磁弁
３２ａ 弁体
３２ｂ 固定コア（コイルに発生する電磁力で弁体を吸引するコア、吸引部材）
３３ ニードル（弁部材）
３６ ノズルシート（弁座）
３８ 噴孔

Claims (6)

1. 内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に用いられ、弁体と、コイルに発生する電磁力で前記弁体を吸引する吸引部材とを有し、前記コイルへの通電停止時に生じる残留磁力の大きさにより噴射停止の応答性に影響を与える電磁弁であって、前記内燃機関の運転状態に応じてこの電磁弁の前記コイルへの通電特性を制御する電磁弁駆動制御装置において、
   １噴射中の前記通電特性のうちの前記噴射停止前の通電電荷値を、前記電磁弁が搭載された前記燃料噴射弁の噴射状態を保持できる最小の通電電荷値に設定する電磁弁個体差調整手段を備えていることを特徴とする電磁弁駆動制御装置。
2. 前記電磁弁個体差調整手段は、
   前記噴射停止前の通電電荷値を、前記電磁弁の個体差に係わらず噴射状態を保持する保持電荷値から変化させる保持電荷値変更手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出し、この運転状態に基づいて前記内燃機関の回転変動が所定値以上あるか否かを判定する判定手段とを備え、
   前記噴射停止前の通電電荷値を前記保持電荷値から徐々に変化させ、前記回転変動が所定値以上あると判断される場合には、その通電電荷値を前記最小の通電電荷値とすることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁駆動制御装置。
3. 前記最小通電電荷値は、前記回転変動が所定値以上あると判断されたときの通電電荷値に、前記電磁弁固有の電荷値を加えられることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁駆動制御装置。
4. 前記通電特性は、前記一噴射中の噴射期間に対応する通電パルスが形成され、
   前記最小通電電荷値を設定する期間は、前記通電パルス中の噴射停止前領域に、前記通電パルス長さに係わらず所定時間に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁弁駆動制御装置。
5. 前記所定時間を、前記電磁弁の個体差に係わらず噴射状態を保持する保持時間から変化させる保持時間変更手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出し、この運転状態に基づいて前記内燃機関の回転変動が所定値以上あるか否かを判定する判定手段とを備え、
   前記所定時間を前記保持時間から徐々に変化させ、前記回転変動が所定値以上あると判断される場合には、その所定時間を前記電磁弁固有の最大保持時間とすることを特徴とする請求項４に記載の電磁弁駆動制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁弁駆動制御装置は、前記運転状態に応じて１燃焼行程の間に複数回噴射する前記燃料噴射弁に用いられ、
   前記運転状態が、前記複数回の噴射のうち先に噴射を実施する前噴射と前記前噴射の後に噴射を実施する後噴射とを少なくとも近接噴射させる運転領域において、
   前記前噴射に対応する通電特性のうちの噴射停止前の通電電荷値を、前記最小通電電荷値に設定することを特徴とする電磁弁駆動制御装置。

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