JP2016033343A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強制的な分割噴射を実施すること無く通電時間の学習機会の増大を図る。
【解決手段】ＥＣＵ３０（燃料噴射制御装置）は、マップ記憶部４３、通電時間設定部４２、検出回路５２、学習部４４、補正部４６を備える。マップ記憶部４３は、要求噴射量に対応する通電時間Ｔｉの適合値を記憶する。通電時間設定部４２は、記憶された適合値に基づき通電時間Ｔｉを設定する。検出回路５２は弁体１１の挙動を検出する。学習部４４は、検出結果を補正データとして学習する。補正部４６は、学習された補正データに基づき、通電時間設定部４２により設定された通電時間を補正する。そして、通電時間Ｔｉが、パーシャルリフト噴射することとなる時間のうちの所定範囲の時間であれば、学習部４４による学習を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射する燃料噴射弁の作動を制御する、燃料噴射制御装置に関する。

この種の燃料噴射弁を制御する従来の制御装置は、燃料噴射弁への通電時間Ｔｉと噴射量Ｑとの関係（Ｔｉ−Ｑ特性）を表したマップを予め記憶させておき、要求噴射量に対応する通電時間Ｔｉを、上記マップを参照して設定している。そして近年では、特に直噴式の内燃機関において、制御可能な噴射量の最小値をできるだけ小さくすることが求められている。

そこで、特許文献１に記載の制御装置では、弁体が開弁作動を開始してから最大開弁位置に達する前に閉弁作動を開始させるパーシャルリフト噴射を実施している。これによれば、最大開弁位置に達した後に閉弁作動を開始させるフルリフト噴射に限定した制御装置に比べて、噴射量の最小値を小さくできる。

特開２０１３−２４００号公報

しかしながら、上記パーシャルリフト噴射では、Ｔｉ−Ｑ特性の機差ばらつきが顕著に現れる。そこで本発明者らは、通電時間Ｔｉが、パーシャルリフト噴射の領域における特定の時間である場合に、その通電終了後に弁体が閉弁したタイミングを検出し、その検出結果に応じてＴｉ−Ｑマップを補正することを検討した。しかし、通電時間Ｔｉが特定の時間になる機会は少ないので十分な学習ができない。

なお、この問題に対し本発明者らは、要求噴射量を複数回に分けて噴射する分割噴射を実施し、それらの噴射の１つを特定の時間にすることで学習機会を増やすことも検討した。しかし、このような分割噴射を実施すると、燃焼状態が所望の状態と異なることとなり、排気エミッション悪化や燃費悪化を招く。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、強制的な分割噴射を実施すること無く通電時間の学習機会の増大を図った、燃料噴射制御装置を提供することにある。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される発明のひとつは、電気アクチュエータ（１２、１３、１４）により生じた開弁力により弁体（１１）を開弁作動させて、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射する燃料噴射弁（１０）に適用された燃料噴射制御装置（３０）であることを前提とする。そして、内燃機関の１燃焼サイクル中に要求される燃料の噴射量である要求噴射量に対応する、電気アクチュエータへの通電時間（Ｔｉ）の適合値を記憶する記憶手段（４３）と、記憶手段に記憶された適合値に基づき、電気アクチュエータへの通電時間を設定する通電時間設定手段（４２）と、弁体の挙動を検出する検出手段（５２）と、検出手段の検出結果を、適合値の補正に用いる補正データとして学習する学習手段（４４）と、学習手段により学習された補正データに基づき、適合値を補正する補正手段（４６）と、を備える。そして、電気アクチュエータへの通電時間が、弁体が開弁作動を開始してから最大開弁位置に達する前に閉弁作動を開始することとなるパーシャルリフト噴射の所定範囲（Ｗａ）の時間であれば、学習手段による学習を実施することを特徴とする。

この発明によれば、電気アクチュエータへの通電時間が、パーシャルリフト噴射を実施することとなる所定範囲の時間であれば、弁体の挙動を検出し、その検出結果に基づき通電時間の適合値を補正する。よって、通電時間と弁体の挙動との関係に基づく補正データの学習は、通電時間が特定の時間である場合に限られず、所定範囲であれば実施されることとなる。よって、強制的な分割噴射を実施すること無く通電時間の学習機会を増大できる。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置、およびその制御対象となる燃料噴射弁を示す概要図。 燃料噴射弁のフルリフト状態を示す図。 燃料噴射弁のパーシャルリフト状態を示す図。 通電時間Ｔｉと噴射量Ｑとの関係を示す特性マップ。 閉弁タイミングの計測時間および通電時間Ｔｉの関係と、ばね特性との相関を表した試験結果。 図１に示す燃料噴射制御装置による学習の処理手順を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

図１に示す燃料噴射弁１０は、点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）に搭載されており、多気筒エンジンの各燃焼室へ直接燃料を噴射するものである。燃料噴射弁１０へ供給される燃料は燃料ポンプ２０により圧送され、燃料ポンプ２０はエンジンの回転駆動力により駆動する。

図２および図３に示すように、燃料噴射弁１０は、弁体１１、コイル１２、固定コア１３、可動コア１４、スプリング１５およびこれらを内部に収容するボデー１６等を備えて構成されている。ボデー１６の内部には、燃料通路と、燃料通路の下流端に位置する噴孔と、弁体１１が離着座する着座面とが形成されている。弁体１１に形成されたシート面を着座面に着座させるよう弁体１１を閉弁作動させると、噴孔からの燃料噴射が停止される。シート面を着座面から離座させるよう弁体１１を開弁作動（リフトアップ）させると、噴孔から燃料が噴射される。

固定コア１３および可動コア１４は、コイル１２への通電により生じた磁束の通路となる磁気回路を形成する。コイル１２へ通電して固定コア１３に電磁吸引力を生じさせると、この電磁吸引力により可動コア１４が固定コア１３に引き寄せられる。その結果、可動コア１４に連結されている弁体１１は、スプリング１５の弾性力および燃圧閉弁力に抗してリフトアップ（開弁作動）する。一方、コイル１２への通電を停止させると、スプリング１５の弾性力により、弁体１１は可動コア１４とともに閉弁作動する。スプリング１５はコイル状であり、燃料噴射弁１０の中心軸線方向（図２の上下方向）に弾性変形する。スプリング１５の弾性力は、弁体１１へ閉弁側に付与される。スプリング１５は、弁体１１に弾性力を付与して閉弁作動させる弾性手段を提供する。

図１の説明に戻り、電子制御装置（ＥＣＵ３０）は、吸気量を制御するスロットルバルブ、点火プラグ、および燃料噴射弁１０の作動を制御することで、エンジンの燃焼状態を制御し、ひいてはエンジンの出力および排気エミッションを制御する。したがって、ＥＣＵ３０は、燃料噴射弁１０の作動を制御する燃料噴射制御装置を提供する。また、ＥＣＵ３０および燃料噴射弁１０は、最適量の燃料を最適タイミングで噴射する燃料噴射システムを提供する。

ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ（マイコン４０）および集積回路（ＩＣ５０）等を有する。マイコン４０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリ等を有して構成され、予め記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが各種の処理を実行する。これにより、マイコン４０は、後述する要求噴射量設定部４１、通電時間設定部４２、マップ記憶部４３、学習部４４、ばね特性推定部４５および補正部４６として機能する。

要求噴射量設定部４１は、車両運転者によるアクセルペダル踏込量、エンジン負荷およびエンジン回転数等に基づき、燃料の要求噴射量を算出する。この要求噴射量は、１燃焼サイクル中に各気筒に要求される燃料の噴射量であり、弁体１１を１回開弁させた時に噴射される量に相当する。

通電時間設定部４２は、要求噴射量に対応する、コイル１２への通電時間Ｔｉを設定する。要求噴射量に対応する通電時間Ｔｉの適合値は、図４に示すマップＭ１、Ｍ２、Ｍ３の形式でマップ記憶部４３に記憶されている。マップ記憶部４３には、複数種類のマップＭ１、Ｍ２、Ｍ３が記憶されている。符号Ｍ１に示すマップは、ノミナル品の燃料噴射弁１０を想定した適合値を示す。符号Ｍ２、Ｍ３に示すマップは、スプリング１５の特性値がノミナル品と異なる場合の適合値を示す。

具体的には、スプリング１５の弾性係数が大きく、弁体１１を閉弁側へ押し付ける弾性力が大きいばね特性の場合には、コイル１２への通電を停止させた後、弁体１１の閉弁作動速度が速いので、実際の開弁時間が短くなる。よって、符号Ｍ２に示す如く噴射量Ｑが少なくなる。一方、スプリング１５の弾性係数が小さく、弁体１１を閉弁側へ押し付ける弾性力が小さいばね特性の場合には、コイル１２への通電を停止させた後、弁体１１の閉弁作動速度が遅いので、実際の開弁時間が長くなる。よって、符号Ｍ３に示す如く噴射量Ｑが多くなる。

ばね特性推定部４５により、スプリング１５の弾性係数がノミナル品のばね特性であると推定されれば、補正部４６による補正を実施せず、ノミナル品を想定したマップＭ１に基づき設定された通電時間Ｔｉの適合値で、コイル１２への通電時間を制御する。具体的には、通電時間Ｔｉに応じたパルスオン長さのパルス信号が、噴射パルス信号としてマイコン４０からＩＣ５０へ出力される。ＩＣ５０が有する駆動回路５１は、噴射パルス信号のオン期間中、所定の電圧をコイル１２へ印加する。したがって、噴射パルス信号は、通電開始時期および通電時間Ｔｉを指令することにより、噴射開始時期および噴射量を指令していると言える。

ばね特性推定部４５により、ノミナル品に比べて所定以上弾性力が大きいばね特性であると推定されれば、通電時間設定部４２で設定したマップＭ１に基づく適合値を、マップＭ２に基づく適合値に補正する。或いは、マップＭ２に基づき適合値を設定するように通電時間設定部４２へ指令する。ばね特性推定部４５により、ノミナル品に比べて所定以上弾性力が小さいばね特性であると推定されれば、通電時間設定部４２で設定したマップＭ１に基づく適合値を、マップＭ３に基づく適合値に補正する。或いは、マップＭ３に基づき適合値を設定するように通電時間設定部４２へ指令する。要するに、補正部４６による補正量は、ノミナル品のマップＭ１に基づく通電時間Ｔｉと、マップＭ２、Ｍ３に基づく通電時間Ｔｉとのずれ量に相当する。

コイル１２への通電時間Ｔｉと、噴孔からの燃料の噴射量Ｑとの関係を示す噴射特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を、予め試験して取得しておき、その試験結果に基づき、マップ記憶部４３に記憶されているマップＭ１、Ｍ２、Ｍ３は作成されている。また、Ｔｉ−Ｑ特性は、燃料噴射弁１０へ供給される燃料の圧力（供給燃圧）に応じて異なってくる。そのため、マップＭ１、Ｍ２、Ｍ３は供給燃圧毎に作成されて記憶されている。マイコン４０は、燃圧センサ２１により検出された供給燃圧を取得する。通電時間設定部４２および補正部４６は、取得した供給燃圧に対応するマップＭ１、Ｍ２、Ｍ３を用いて、通電時間Ｔｉの設定および補正を実施する。

さて、燃料噴射弁１０は、通電時間Ｔｉが十分に長い場合には図２に示すフルリフト噴射の態様で作動し、通電時間Ｔｉが短い場合には図３に示すパーシャルリフト噴射の態様で作動する。フルリフト噴射では、弁体１１がフルリフト位置（最大開弁位置）まで開弁作動し（図２（ｂ）参照）、その後に閉弁作動する。フルリフト位置とは、可動コア１４が固定コア１３に当接する位置である。一方、パーシャルリフト噴射では、弁体１１が開弁作動を開始した後、フルリフト位置に達していない状態（図３（ｂ）参照）で閉弁作動を開始する。

図４のマップＭ１に示される噴射特性（Ｔｉ−Ｑ特性）は、通電開始からｔ１時点で弁体１１が開弁作動を開始することを表している。そして、ｔ１時点後のｔ２時点で、弁体１１がフルリフト位置に達したことを表している。したがって、通電時間Ｔｉのうちｔ１時点からｔ２時点までの領域（パーシャルリフト領域）では、パーシャルリフト噴射の態様で燃料噴射弁１０は作動する。一方、通電時間Ｔｉのうちｔ２時点以降の領域（フルリフト領域）では、フルリフト噴射の態様で燃料噴射弁１０は作動する。

なお、ｔ２時点で可動コア１４が固定コア１３に衝突すると、その衝突の反動で可動コア１４が固定コア１３から一瞬離れて再び衝突するといったバウンド現象が生じる。すると、可動コア１４とともに弁体１１もバウンドするため噴孔が一時的に開閉を繰り返すこととなる。そのため、フルリフト領域のうち、ｔ２時点から所定時間が経過するまでの領域（第３領域）では、図４に示すＴｉ−Ｑ特性は直線になっているが、実際には、弁体１１がバウンドすることに起因してＴｉ−Ｑ特性は脈動した波形になる。

図４に示すように、パーシャルリフト領域におけるＴｉ−Ｑ特性線の傾きは、フルリフト領域における傾きよりも大きい。したがって、通電時間Ｔｉのずれに起因する噴射量Ｑのずれは、パーシャルリフト領域では大きく現れる。よって、パーシャルリフト領域では精度良く通電時間Ｔｉを制御することが要求される。

ＩＣ５０が有する検出回路５２には、コイル１２のマイナス端子の電圧Ｖｍが入力される。この電圧Ｖｍは、弁体の閉弁作動に伴い徐々に低下する波形となる。但し、徐々に低下する波形中に、一時的に電圧Ｖｍが上昇する脈動波形が出現する。この脈動波形の出現は、閉弁作動している弁体１１が閉弁位置に達した時点で作動停止したことに起因して生じる。つまり、脈動波形の出現タイミングが閉弁タイミングであると言える。この点を鑑み、検出回路５２では、電圧Ｖｍの波形中に脈動波形が出現するタイミングを検出し、その検出タイミングを閉弁タイミングとして検出する。

具体的には、検出回路５２は、コイル１２への通電開始時点から脈動波形出現時点（閉弁時点）までの時間を計測し、その計測時間Ｔｃを、閉弁タイミング検出結果としてマイコン４０へ出力する。なお、燃料噴射弁１０が備えるスプリング１５の弾性力が強いほど、弁体１１の閉弁作動速度が速くなるので、コイル１２への通電停止から閉弁までに要する時間が短くなり、計測時間Ｔｃは短くなる。

マイコン４０による学習部４４は、マイコン４０からＩＣ５０へ出力した噴射パルス信号による通電時間Ｔｉと、検出回路５２からマイコン４０が取得した計測時間Ｔｃとの関係を学習する。図５に示す実線Ｌ１は、燃料噴射弁１０がノミナル品である場合の学習結果を示す。スプリング１５の弾性力が強い場合には、先述したように計測時間Ｔｃが短くなるので、実線Ｌ２に例示される学習結果になる。一方、スプリング１５の弾性力が弱い場合には、計測時間Ｔｃが長くなるので、実線Ｌ３に例示される学習結果になる。したがって、学習部４４による学習結果は、スプリング１５の弾性力の特性を現していると言える。

ばね特性推定部４５は、学習部４４による学習結果が、実線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のいずれに近いかを推定することで、燃料噴射弁１０のばね特性を推定し、推定したばね特性に応じた補正を補正部４６が実行するよう、ばね特性の推定結果を補正部４６へ出力する。具体的には、学習した計測時間Ｔｃおよび通電時間Ｔｉの図５のグラフ上における座標点が、実線Ｌ１に近い場合には、ノミナル品のばね特性であると推定する。一方、上記座標点が実線Ｌ２に近い場合には弾性力が強いばね特性であると推定し、実線Ｌ３に近い場合には弾性力が弱いばね特性であると推定する。

補正部４６は、ばね特性推定部４５による推定結果に基づき、通電時間設定部４２にて設定された通電時間Ｔｉを補正する。具体的には、ノミナル品のばね特性であると推定された場合には、マップＭ１に基づき通電時間Ｔｉを設定する。つまり、補正部４６による補正を実施しない。弾性力が強いばね特性であると推定された場合には、マップＭ２に基づき通電時間Ｔｉを補正する。弾性力が弱いばね特性であると推定された場合には、マップＭ３に基づき通電時間Ｔｉを補正する。

なお、図５に示す複数本の実線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の中間に学習による上記座標点が位置する場合には、線形補間によりばね特性を推定し、複数のマップＭ１、Ｍ２、Ｍ３を線形補間して通電時間Ｔｉを補正する。

図６は、上述した学習に関する手順を示すフローチャートであり、図６の処理は、噴射パルス信号を出力する毎にマイコン４０によって繰り返し実行される。なお、多気筒エンジンの各気筒に設けられた燃料噴射弁１０毎に、図６の処理は実施される。

先ず、図６のステップＳ１０において、パーシャルリフト噴射を実施するか否かを判定する。具体的には、マイコン４０が出力した噴射パルス信号に係る通電時間Ｔｉが、パーシャルリフト領域であるか否かを判定する。パーシャルリフト噴射を実施すると判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１１において、閉弁タイミングの検出を実施する。具体的には、検出回路５２から出力される計測時間Ｔｃの信号を取得する。

続くステップＳ１２では、学習実行条件が成立しているか否かを判定する。例えば、燃料温度が所定範囲を越えて低温または高温になっている場合には、燃料の粘性が想定を超えた状態になっていることに起因してＴｉ−Ｑ特性が変化しているとみなし、学習実行条件が成立していないと判定する。また、エンジン運転状態が急変した場合には学習実行条件が成立していないと判定する。例えばエンジン負荷やエンジン回転数の所定時間当たりの変化量が閾値を越えて大きくなっている場合に、エンジン運転状態が急変したと判定する。

また、通電時間Ｔｉが、図４に示す第１領域Ｗ１または第２領域Ｗ２である場合には、学習実行条件が成立していないと判定する。換言すれば、通電時間Ｔｉが、パーシャルリフト領域のうち第１領域Ｗ１および第２領域Ｗ２を除く所定範囲Ｗａである場合に、学習実行条件が成立したと判定する。第１領域Ｗ１は、パーシャルリフト領域のうち、第１所定時間よりも短い時間の領域である。第２領域Ｗ２は、パーシャルリフト領域のうち、第２所定時間よりも長い時間の領域である。第２所定時間は第１所定時間よりも長い。

学習実行条件が成立したと判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、続くステップＳ１３において、学習部４４における学習値を更新する。具体的には、図５に示す座標点（学習値）を追加する。また、同じ通電時間Ｔｉに対して異なる計測時間Ｔｃを取得した場合には、最新の計測時間Ｔｃに書き換える。

続くステップＳ１４では、複数の学習値と、予めマイコン４０に記憶しておいた複数種類のサンプルデータ、つまり実線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３との関係性を推定する。具体的には、実線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のいずれに学習値が近いかを推定する。続くステップＳ１５では、ばね特性ずれを推定する。具体的には、予めマイコン４０に記憶しておいた複数種類のＴｉ−Ｑ特性のいずれに該当するかを推定する。

続くステップＳ１６では、ノミナル品における要求噴射量に対する通電時間Ｔｉと、推定されたばね特性における要求噴射量に対する通電時間Ｔｉとのずれを推定する。続くステップＳ１７では、ステップＳ１６で推定した通電時間Ｔｉのずれ量を補正量として算出する。なお、ステップＳ１０にてパーシャルリフト噴射を実施しないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、またはステップＳ１２にて学習実行条件が成立していないと判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、検出回路５２にて検出される計測時間Ｔｃをリセットさせる。

以上により、本実施形態によれば、通電時間Ｔｉが、パーシャルリフト噴射を実施することとなる所定範囲Ｗａの時間であれば、弁体１１が閉弁するまでの時間（計測時間Ｔｃ）を検出し、その検出結果に基づき通電時間Ｔｉの適合値を補正する。よって、通電時間Ｔｉと弁体１１の挙動（計測時間Ｔｃ）との関係に基づく学習値は、通電時間Ｔｉが特定の時間である場合に限られず、所定範囲Ｗａであれば実施されることとなる。よって、強制的な分割噴射を実施すること無く通電時間Ｔｉの学習機会を増大できる。

ここで、Ｔｉ−Ｑ特性は、スプリング１５の弾性特性の違いに応じて異なってくることは先述した通りであるが、燃料の性状に起因した燃料の粘性の違いや、コイル１２の温度に起因したコイル抵抗値の違いに応じても異なってくる。但し、これら各種の要因のうち、スプリング１５の弾性特性の違いが、Ｔｉ−Ｑ特性に最も大きな影響を及ぼす。

この知見に基づき、本実施形態では、燃料噴射弁１０はスプリング１５を有しており、学習部４４（学習手段）により学習された学習値（補正データ）に基づき、スプリング１５の弾性特性を推定するばね特性推定部４５（特性推定手段）を備える。そして、補正部４６（補正手段）は、ばね特性推定部４５による推定結果に基づき、通電時間Ｔｉの適合値に対する補正量を設定する。そのため、燃料の粘性やコイル抵抗値を推定して補正量を設定する場合に比べて、高精度で補正できる。

ここで、通電時間Ｔｉのうち第１所定時間よりも短い第１領域Ｗ１では、図４に示すように、ばね特性の違いに起因したＴｉ−Ｑ特性のばらつきが大きく生じない。この点を鑑みた本実施形態では、学習が実行される通電時間Ｔｉの所定範囲Ｗａは第１領域Ｗ１を除く範囲に設定されている。そのため、第１領域Ｗ１の学習値によりばね特性の推定精度が低下することを抑制でき、ひいては補正の精度を向上できる。

また、通電時間Ｔｉのうち第２所定時間よりも長い第２領域Ｗ２では、先述したバウンド現象に起因してＴｉ−Ｑ特性は脈動した波形になる。この点を鑑みた本実施形態では、学習が実行される通電時間Ｔｉの所定範囲Ｗａは第２領域Ｗ２を除く範囲に設定されている。そのため、第２領域Ｗ２の学習値によりばね特性の推定精度が低下することを抑制でき、ひいては補正の精度を向上できる。

さらに本実施形態では、マップ記憶部４３は、供給燃圧毎に適合値を区別して記憶する。通電時間設定部４２は、燃料噴射時の供給燃圧に応じた適合値に基づき通電時間Ｔｉを設定する。学習部４４は、検出回路５２により検出された時の供給燃圧毎に、補正データを区別して学習する。先述した通り、Ｔｉ−Ｑ特性は供給燃圧に応じて異なってくるので、供給燃圧毎に適合値を区別して記憶して通電時間Ｔｉを設定し、学習も供給燃圧毎に区別して実施する本実施形態によれば、学習精度を向上でき、噴射量を高精度で制御できる。

（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

図１に示す実施形態では、コイル１２のマイナス端子の電圧Ｖｍ変化に基づき弁体１１の閉弁タイミングを検出回路５２が検出している。これに対し、コイル１２を流れる電流の変化に基づき弁体１１の閉弁タイミングを検出してもよい。

図４に示す実施形態では、第１領域Ｗ１および第２領域Ｗ２での学習を禁止しているが、これらの領域での学習を実施してもよい。或いは、第１領域Ｗ１および第２領域Ｗ２での学習値に対する重み付けを小さく設定し、所定範囲Ｗａの学習値に対する重み付けを大きく設定して学習してもよい。

図１に示す実施形態では、弁体１１の閉弁に伴い電圧波形に生じる脈動を検出することで閉弁タイミングを検出しているが、本発明はこのような弁体１１の挙動検出に限定されるものではない。例えば、弁体１１のリフト量をリフトセンサで検出してもよい。或いは、エンジンの燃焼室の圧力（筒内圧）を筒内圧センサで検出し、その検出値に基づき噴射量を推定してもよい。或いは、噴射に伴い生じる供給燃圧の変化に基づき弁体１１の挙動を検出してもよい。要するに、噴射量と相関のある物理量の具体例として、閉弁タイミングの他にも、リフト量、筒内圧、供給燃圧等が挙げられる。

上記実施形態では、コイル１２、固定コア１３および可動コア１４が、弁体１１を開弁作動させる電気アクチュエータを提供している。これに対し、ピエゾ素子を電気アクチュエータとして用いてもよい。

図１に示す実施形態では、燃料噴射弁１０がシリンダヘッドに取り付けられているが、シリンダブロックに取り付けられた燃料噴射弁を適用対象としてもよい。また、上記実施形態では、点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）に搭載された燃料噴射弁１０を適用対象としているが、圧縮自着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）に搭載された燃料噴射弁を対象としてもよい。さらに、上記実施形態では、燃焼室へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁を制御対象としているが、吸気管へ燃料を噴射する燃料噴射弁を制御対象としてもよい。

上記実施形態では、燃料噴射制御装置（ＥＣＵ３０）が提供する各種手段と機能は、マイコン４０のソフトウェアにより提供されているが、ソフトウェアおよびハードウェアあるいはそれらの組合せによって提供することもできる。例えば、マイコン４０による各種手段をアナログ回路によって構成してもよい。或いは、ＩＣ５０の検出回路５２により提供される検出手段を、マイコン４０のソフトウェアによって構成してもよい。

１２…コイル（電気アクチュエータ）、１３…固定コア（電気アクチュエータ）、１４…可動コア（電気アクチュエータ）、３０…ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）、４２…通電時間設定部（通電時間設定手段）、４３…マップ記憶部（記憶手段）、４４…学習部（学習手段）、４６…補正部（補正手段）、５２…検出回路（検出手段）、Ｔｉ…通電時間、Ｗａ…所定範囲。

開示される発明のひとつは、電気アクチュエータ（１２、１３、１４）により生じた開弁力により弁体（１１）を開弁作動させて、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射する燃料噴射弁（１０）に適用された燃料噴射制御装置（３０）であることを前提とする。そして、内燃機関の１燃焼サイクル中に要求される燃料の噴射量である要求噴射量に対応する、電気アクチュエータへの通電時間（Ｔｉ）の適合値を記憶する記憶手段（４３）と、記憶手段に記憶された適合値に基づき、電気アクチュエータへの通電時間を設定する通電時間設定手段（４２）と、弁体の挙動を検出する検出手段（５２）と、検出手段の検出結果を、適合値の補正に用いる補正データとして学習する学習手段（４４）と、学習手段により学習された補正データに基づき、通電時間設定手段により設定された通電時間を補正する補正手段（４６）と、を備える。そして、電気アクチュエータへの通電時間が、弁体が開弁作動を開始してから最大開弁位置に達する前に閉弁作動を開始することとなるパーシャルリフト噴射の所定範囲（Ｗａ）の時間であれば、学習手段による学習を実施することを特徴とする。

この発明によれば、電気アクチュエータへの通電時間が、パーシャルリフト噴射を実施することとなる所定範囲の時間であれば、弁体の挙動を検出し、その検出結果に基づき通電時間を補正する。よって、通電時間と弁体の挙動との関係に基づく補正データの学習は、通電時間が特定の時間である場合に限られず、所定範囲であれば実施されることとなる。よって、強制的な分割噴射を実施すること無く通電時間の学習機会を増大できる。

以上により、本実施形態によれば、通電時間Ｔｉが、パーシャルリフト噴射を実施することとなる所定範囲Ｗａの時間であれば、弁体１１が閉弁するまでの時間（計測時間Ｔｃ）を検出し、その検出結果に基づき通電時間Ｔｉを補正する。よって、通電時間Ｔｉと弁体１１の挙動（計測時間Ｔｃ）との関係に基づく学習値は、通電時間Ｔｉが特定の時間である場合に限られず、所定範囲Ｗａであれば実施されることとなる。よって、強制的な分割噴射を実施すること無く通電時間Ｔｉの学習機会を増大できる。

この知見に基づき、本実施形態では、燃料噴射弁１０はスプリング１５を有しており、学習部４４（学習手段）により学習された学習値（補正データ）に基づき、スプリング１５の弾性特性を推定するばね特性推定部４５（特性推定手段）を備える。そして、補正部４６（補正手段）は、ばね特性推定部４５による推定結果に基づき、通電時間Ｔｉに対する補正量を設定する。そのため、燃料の粘性やコイル抵抗値を推定して補正量を設定する場合に比べて、高精度で補正できる。

Claims (5)

1. 電気アクチュエータ（１２、１３、１４）により生じた開弁力により弁体（１１）を開弁作動させて、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射する燃料噴射弁（１０）に適用された燃料噴射制御装置（３０）において、
   内燃機関の１燃焼サイクル中に要求される燃料の噴射量である要求噴射量に対応する、前記電気アクチュエータへの通電時間（Ｔｉ）の適合値を記憶する記憶手段（４３）と、
   前記記憶手段に記憶された前記適合値に基づき、前記電気アクチュエータへの通電時間を設定する通電時間設定手段（４２）と、
   前記弁体の挙動を検出する検出手段（５２）と、
   前記検出手段の検出結果を、前記適合値の補正に用いる補正データとして学習する学習手段（４４）と、
   前記学習手段により学習された前記補正データに基づき、前記適合値を補正する補正手段（４６）と、
   を備え、
   前記電気アクチュエータへの通電時間が、前記弁体が開弁作動を開始してから最大開弁位置に達する前に閉弁作動を開始することとなるパーシャルリフト噴射の所定範囲（Ｗａ）の時間であれば、前記学習手段による学習を実施することを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射弁は、前記弁体に弾性力を付与して閉弁作動させる弾性手段（１５）を有しており、
   前記学習手段により学習された前記補正データに基づき、前記弾性手段の特性を推定する特性推定手段（４５）を備え、
   前記補正手段は、前記特性推定手段による推定結果に基づき、前記適合値に対する補正量を設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記パーシャルリフト噴射を実施させる前記通電時間の領域のうち、第１所定時間よりも短い時間を第１領域（Ｗ１）と呼ぶ場合において、
   前記所定範囲は、前記第１領域を除く範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記パーシャルリフト噴射を実施させる前記通電時間の領域のうち、第２所定時間よりも長い時間を第２領域（Ｗ２）と呼ぶ場合において、
   前記所定範囲は、前記第２領域を除く範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記記憶手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である供給燃圧毎に、前記適合値を区別して記憶し、
   前記通電時間設定手段は、燃料噴射時の前記供給燃圧に応じた前記適合値に基づき前記通電時間を設定し、
   前記学習手段は、前記検出手段により検出された時の前記供給燃圧毎に、前記補正データを区別して学習することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。

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