特許 6463638 燃料噴射弁の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6463638

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年2月6日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/00 20060101AFI20190128BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20190128BHJP

   F02D 41/20 20060101ALI20190128BHJP

   F02M 45/00 20060101ALI20190128BHJP

   F02M 45/12 20060101ALI20190128BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20190128BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/00 A

   F02D41/34 F

   F02D41/20 335

   F02D41/20 345

   F02M45/00 C

   F02M45/12

   F02M51/06 M

【請求項の数】7

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-8331(P2015-8331)

(22)【出願日】2015年1月20日

(65)【公開番号】特開2016-133055(P2016-133055A)

(43)【公開日】2016年7月25日

【審査請求日】2017年7月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 雅之

(72)【発明者】

【氏名】加藤 典嗣

(72)【発明者】

【氏名】田中 誠

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３６４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２９２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６００４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０２７７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５０８４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７４３７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４，

Ｆ０２Ｄ ４１／００−４１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を噴射可能な噴孔（３５、６０５）を有するハウジング（３０、６０）、前記噴孔の周囲に形成される弁座（３４２、６０６）に当接または離間するニードル（４０、８０）、及び、電流が供給されると前記ニードルと前記弁座とが離間するよう前記ニードルを駆動する駆動部（４５、４６、４７、７０）を有する燃料噴射弁（１０、５０）の前記噴孔の開閉を制御する燃料噴射弁の制御装置（１）であって、
前記燃料噴射弁が燃料を噴射する燃焼室（１１０）を有する内燃機関（１１）の運転状態を検出する運転状態検出手段（２１、２２、２３）と、
前記運転状態検出手段が検出する前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射条件を算出する噴射条件算出手段（２４１）と、
前記噴射条件算出手段が算出する燃料噴射条件に基づいて、前記内燃機関のクランク角が所定のクランク角以上のときは前記ニードルの開弁方向への移動速度が基準移動速度以下となるよう、前記内燃機関のクランク角が所定のクランク角より小さいときは前記ニードルの開弁方向への移動速度が前記基準移動速度より速くなるよう前記駆動部に供給する電流の電流波形を設定する電流波形設定手段（２４２）と、
前記電流波形設定手段が設定する電流波形に基づいて前記駆動部に電流を供給する電流供給部（２５１）と、を備え、
前記所定のクランク角は、前記内燃機関の吸気行程と圧縮行程との間の下死点におけるクランク角であることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。

【請求項2】

前記電流波形設定手段は、前記燃料噴射弁の燃料の噴射開始時期が進角側であるほど前記ニードルの開弁方向への移動速度を遅くするよう電流波形を設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置。

【請求項3】

前記電流波形設定手段は、前記燃料噴射弁が前記内燃機関の一回の燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を行うとき、当該一回の燃焼サイクルの最初の燃料噴射における前記ニードルの開弁方向への移動速度を前記最初の燃料噴射以降の燃料噴射における前記ニードルの開弁方向への移動速度に比べ遅くするよう電流波形を設定し、当該一回の燃焼サイクルの最後の燃料噴射における前記ニードルの開弁方向への移動速度を前記最後の燃料噴射以前の燃料噴射における前記ニードルの開弁方向への移動速度に比べ速くするよう電流波形を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁の制御装置。

【請求項4】

前記電流波形設定手段は、前記ニードルと前記弁座とが離間するよう前記駆動部に電流を供給する前に前記ニードルが前記弁座に当接した状態を維持可能な前電流を前記駆動部に供給するよう電流波形を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の制御装置。

【請求項5】

前記電流波形設定手段は、前記ニードルのリフト量が最大となるときの電流値であるピーク電流値、及び、前記駆動部に供給される電流の電流値が前記ピーク電流値になるまでの時間の少なくとも一方を変更する電流波形を設定可能であることを特徴する請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の制御装置。

【請求項6】

前記電流波形設定手段は、前記駆動部に供給される電流の電流値が前記ニードルのリフト量が最大となるときの電流値であるピーク電流値となるまでの電流値の時間変化を変更する電流波形を設定可能であることを特徴する請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の制御装置。

【請求項7】

前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を変更可能な噴射圧変更手段（１６、２５２）をさらに備え、
前記噴射条件算出手段が前記内燃機関の圧縮行程において前記燃料噴射弁が燃料を噴射する燃料噴射条件を算出すると、前記噴射圧変更手段は、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を圧縮行程を除く他の行程のみで噴射するサイクルの前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧より高くすることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」という）の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ニードルの往復移動によってハウジングの噴孔を開閉しハウジング内の燃料を噴射する燃料噴射弁の噴孔の開閉を制御する燃料噴射弁の制御装置が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンから排出される粒子状物質の量が最小となる燃料噴射時期を算出するＰＭ基準時期算出手段と、排気に含まれる粒子状物質の量を検出する粒子状物質量検出手段と、燃料噴射弁における燃料の噴射時期を変更可能な噴射時期変更手段と、を備え、粒子状物質量検出手段が検出する粒子状物質の量が所定の上限値を超えない範囲でＰＭ基準時期算出手段が算出する燃料噴射時期に基づいて燃費を向上するよう燃料の噴射時期を変更する燃料噴射弁の制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−４４２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射弁の制御装置では、粒子状物質量検出手段が検出する粒子状物質の量に基づいて噴射時期のみを変更しているため、燃費を向上するために変更可能な時期が比較的狭い。このため、燃費を十分に向上することができない。また、エンジンの燃焼サイクル間の燃料の噴霧変動による粒子状物質の生成量のロバスト性が低いため、燃料の噴射条件が変化すると粒子状物質の生成量が増えるおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、粒子状物質の生成量を低減しつつ燃費を向上する燃料噴射弁の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、ハウジングが有する噴孔の周囲に形成される弁座に当接または離間するニードル、及び、電流が供給されるとニードルと弁座とが離間するようニードルを駆動する駆動部を有する燃料噴射弁の噴孔の開閉を制御する燃料噴射弁の制御装置である。本発明の燃料噴射弁の制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段が検出する内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射条件を算出する噴射条件算出手段と、噴射条件算出手段が算出する燃料噴射条件に基づいて駆動部に供給する電流の電流波形を設定する電流波形設定手段と、電流波形設定手段が設定する電流波形に基づいて駆動部に電流を供給する電流供給部と、を備える。
本発明の燃料噴射弁の制御装置は、内燃機関のクランク角が所定のクランク角以上のときはニードルの開弁方向への移動速度が基準移動速度以下となるよう電流波形を設定し、内燃機関のクランク角が所定のクランク角より小さいときはニードルの開弁方向への移動速度が基準移動速度より速くなるよう電流波形設定手段が電流波形を設定することを特徴とする。所定のクランク角は、内燃機関の吸気行程と圧縮行程との間の下死点におけるクランク角である。

【0007】

本発明の燃料噴射弁の制御装置では、電流波形設定手段は、内燃機関のクランク角に応じてニードルの開弁方向への移動速度を変更する。内燃機関のクランク角が所定のクランク角以上のとき、電流波形設定手段は、ニードルの開弁方向への移動速度が基準移動速度以下となるよう電流波形を設定する。また、内燃機関のクランク角が所定のクランク角より小さいとき、電流波形設定手段は、ニードルの開弁方向への移動速度が基準移動速度より速くなるよう電流波形を設定する。ここで、「所定のクランク角より大きい」クランク角とは、所定のクランク角に対して進角側のクランク角を指す。また、「基準移動速度」とは、所定のクランク角におけるニードルの開弁方向への移動速度を指す。

【0008】

本発明の燃料噴射弁の制御装置では、これら設定された電流波形に基づいて電流供給部から燃料噴射弁の駆動部に電流が供給される。これにより、燃料噴射弁の燃料噴射において噴射され霧状となった燃料が到達可能な距離である噴霧到達距離でみてみると、内燃機関のクランク角が所定のクランク角以上のとき、燃料噴射弁は、噴射開始直後の噴霧到達距離は短いが、噴射時間は比較的長く噴霧終了後の噴霧到達距離は長くなる燃料噴射を行う。また、燃料噴射弁は、内燃機関のクランク角が所定のクランク角より小さいとき、噴射開始直後の噴霧到達距離は長いが、噴射時間は比較的短く噴霧終了後の噴霧到達距離は短くなる燃料噴射を行う。これにより、ピストンの端面など燃焼室を形成する内燃機関の内壁に衝突する燃料を少なくすることができる。したがって、本発明の燃料噴射弁の制御装置は、内燃機関の内壁への燃料付着を低減し粒子状物質の生成を抑制ししつつ、燃料噴射が可能な時期を広げ燃費を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の制御装置を用いる内燃機関の模式図である。

【図2】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の制御装置によって制御される燃料噴射弁の断面図である。

【図3】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の制御装置における燃料噴射制御のフローチャートである。

【図4】本発明の第一実施形態の燃料噴射弁の駆動部に供給される電流及びニードルのリフト量の時間変化を示す特性図である。

【図5】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の制御装置における燃料噴射後の経過時間と噴霧到達距離との関係を示す特性図である。

【図6】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の制御装置における燃料噴射後の経過時間と噴霧到達距離との関係を示す特性図である。

【図7】本発明の第一実施形態のエンジンのクランク角と粒子状物質の発生量との関係を示す特性図である。

【図8】本発明の第二実施形態の燃料噴射弁の駆動部に供給される電流及びニードルのリフト量の時間変化を示す特性図である。

【図9】本発明の第三実施形態による燃料噴射弁の制御装置における燃料噴射制御のフローチャートである。

【図10】本発明の第三実施形態の燃料噴射弁の駆動部に供給される電流及びニードルのリフト量の時間変化を示す特性図である。

【図11】本発明の第四実施形態の燃料噴射弁の駆動部に供給される電流及びニードルのリフト量の時間変化を示す特性図である。

【図12】本発明の第五実施形態による燃料噴射弁の制御装置における燃料噴射制御のフローチャートである。

【図13】本発明の第五実施形態のエンジンのクランク角とニードルのリフト量との関係を示す特性図である。

【図14】本発明の第六実施形態による燃料噴射弁の制御装置によって制御される燃料噴射弁の断面図である。

【図15】本発明の第六実施形態の燃料噴射弁の駆動部に供給される電流及びニードルのリフト量の時間変化を示す特性図である。

【図16】本発明の第七実施形態による燃料噴射弁の制御装置における燃料噴射制御のフローチャートである。

【図17】本発明の第七実施形態の燃料噴射弁のニードルのリフト量及び噴霧到達距離の時間変化を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。

【0011】

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図１〜７に基づいて説明する。「燃料噴射弁の制御装置」としての燃料噴射弁制御装置１は、供給される電流によって開弁しエンジン１１の燃焼室１１０に燃料を噴射する燃料噴射弁１０における燃料の噴射を制御する。
最初に、燃料噴射弁制御装置１を備えるエンジンシステム５について、図１に基づいて説明する。エンジンシステム５は、エンジン１１、吸気系１２、排気系１３、点火プラグ１４、燃料タンク１５、燃料ポンプ１６、燃料デリバリパイプ１７、燃料噴射弁１０、燃料噴射弁制御装置１などを備える。

【0012】

エンジン１１は、シリンダ１１１、シリンダヘッド１１２、ピストン１１３、コネクティングロッド１１４、クランクケース１１５、クランクシャフト１１６など有する。
ピストン１１３は、シリンダ１１１及びシリンダヘッド１１２により区画形成される燃焼室１１０に往復移動に収容されている。ピストン１１３は、コネクティングロッド１１４を介してクランクケース１１５に回転可能に収容されているクランクシャフト１１６に連結されている。

【0013】

吸気系１２は、大気が流れる吸気通路１２０を有する。吸気通路１２０は、シリンダヘッド１１２が有する吸気ポート１２１を介して燃焼室１１０に連通可能である。吸気ポート１２１は、吸気弁１１７によって開閉される。
排気系１３は、燃焼室１１０における燃料の燃焼によって発生する燃焼排ガスが流れる排気通路１３０を有する。排気通路１３０は、シリンダヘッド１１２が有する排気ポート１３１を介して燃焼室１１０に連通可能である。排気ポート１３１は、排気弁１１８によって開閉される。
点火プラグ１４は、シリンダヘッド１１２に設けられている。点火プラグ１４は、燃焼室１１０に導入される空気と燃料噴射弁１０が噴射する燃料との混合気を点火する。

【0014】

燃料タンク１５は、燃焼室１１０に噴射される燃料を貯留する。
燃料ポンプ１６は、燃料タンク１５の燃料を燃料噴射弁１０が噴射可能な圧力まで昇圧し吐出する。
燃料デリバリパイプ１７は、燃料ポンプ１６が昇圧した燃料を一時貯留し燃料噴射弁１０が噴射する燃料の圧力を一定に保つ。

【0015】

燃料噴射弁１０は、シリンダ１１１に設けられている。燃料噴射弁１０は、燃料噴射弁制御装置１が電流を供給すると燃料を燃焼室１１０に噴射する。燃料噴射弁１０の詳細な構成は後述する。

【0016】

燃料噴射弁制御装置１は、吸気圧センサ２１、クランク角センサ２２、噴射圧センサ２３、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２４、「電流供給部」としての燃料噴射制御部２５、などを備える。吸気圧センサ２１、クランク角センサ２２及び噴射圧センサ２３は、特許請求の範囲に記載の「運転状態検出手段」に相当する。

【0017】

吸気圧センサ２１は、吸気系１２に設けられる。吸気圧センサ２１は、ＥＣＵ２４と電気的に接続している。吸気圧センサ２１は、吸気通路１２０を流れる気体の圧力を検出する。吸気圧センサ２１は、検出された圧力に基づく電気信号をＥＣＵ２４に出力する。

【0018】

クランク角センサ２２は、クランクケース１１５に設けられる、クランク角センサ２２は、ＥＣＵ２４と電気的に接続している。クランク角センサ２２は、クランクシャフト１１６の回転角度を検出する。クランク角センサ２２は、検出された回転角に基づく電気信号をＥＣＵ２４に出力する。

【0019】

噴射圧センサ２３は、燃料デリバリパイプ１７に設けられている。噴射圧センサ２３は、ＥＣＵ２４と電気的に接続している。噴射圧センサ２３は、燃料デリバリパイプ１７内の燃料の圧力を検出する。噴射圧センサ２３は、検出された燃料の圧力に基づく電気信号をＥＣＵ２４に出力する。

【0020】

ＥＣＵ２４は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭやＲＡＭなどを有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ２４は、「噴射条件算出手段」としての運転条件算出部２４１、「電流波形設定手段」としての燃料噴射設定部２４２、点火プラグ制御部２４３などを有する。
運転条件算出部２４１は、吸気圧センサ２１、クランク角センサ２２及び噴射圧センサ２３と電気的に接続している。運転条件算出部２４１は、吸気圧センサ２１、クランク角センサ２２及び噴射圧センサ２３が出力する電気信号に基づいて燃料噴射弁１０が燃料を噴射する燃料噴射条件を算出するとともに、点火プラグ１４の点火タイミングを算出する。
燃料噴射設定部２４２は、運転条件算出部２４１が算出する燃料噴射条件に基づいて燃料噴射弁１０に供給する電流の大きさや電流を供給するタイミングなどの情報が含まれる電流波形を設定するとともに、燃料ポンプ１６の運転条件を設定する。
点火プラグ制御部２４３は、運転条件算出部２４１が算出する点火タイミングに基づいて点火プラグ１４を点火する。

【0021】

燃料噴射制御部２５は、燃料噴射設定部２４２と電気的に接続している。燃料噴射制御部２５は、「電流供給部」としての弁制御部２５１及びポンプ制御部２５２を有する。
弁制御部２５１は、燃料噴射弁１０と電気的に接続している。弁制御部２５１は、燃料噴射設定部２４２が出力する電流波形に基づいて燃料噴射弁１０に電流を供給する。
ポンプ制御部２５２は、燃料ポンプ１６と電気的に接続している。ポンプ制御部２５２は、燃料噴射設定部２４２が出力する運転条件に基づいて燃料ポンプ１６の作動を制御するよう電流を出力する。ポンプ制御部２５２及び燃料ポンプ１６は、特許請求の範囲に記載の「噴射圧変更手段」に相当する。

【0022】

次に、燃料噴射弁１０の構成を図２に基づいて説明する。燃料噴射弁１０は、ハウジング３０、ニードル４０、可動コア４５、固定コア４６、コイル４７、スプリング４８、４９などを備える。なお、図２には、ニードル４０が弁座３４２から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座３４２に当接する方向である閉弁方向を図示する。

【0023】

ハウジング３０は、第一筒部材３１、第二筒部材３２、第三筒部材３３及び噴射ノズル３４から構成されている。第一筒部材３１、第二筒部材３２及び第三筒部材３３は、いずれも略円筒状の部材である。第一筒部材３１、第二筒部材３２、第三筒部材３３の順に同軸となるよう配置され、互いに接合している。

【0024】

噴射ノズル３４は、第一筒部材３１の第二筒部材３２とは反対側の端部に設けられ、第一筒部材３１に溶接されている。噴射ノズル３４は、有底筒状の部材である。噴射ノズル３４の底部３４１は、ハウジング３０の内部と外部とを連通する複数の噴孔３５を有する。底部３４１の内壁には環状の弁座３４２が形成される。

【0025】

ニードル４０は、ハウジング３０内に往復移動可能に収容されている。ニードル４０は、軸部４１、シール部４２、及び、鍔部４３などから構成されている。
軸部４１は、円筒棒状の部位である。軸部４１とシール部４２との間には摺接部４４が設けられている。摺接部４４は、略円筒状の部位であって、外壁４４１の一部が面取りされている。摺接部４４は、外壁４４１の面取りされていない部分が噴射ノズル３４の内壁と摺接可能である。これにより、噴射ノズル３４は、ニードル４０の弁座３４２側の先端部の往復移動を案内する。軸部４１は、軸部４１の固定コア４６側の端部の内側と外側とを接続する孔４１１を有する。

【0026】

シール部４２は、軸部４１の弁座３４２側の端部に弁座３４２に当接可能に設けられている。ニードル４０は、シール部４２が弁座３４２から離間または弁座３４２に当接すると噴孔３５を開閉し、ハウジング３０の内側と外側とを連通または遮断する。

【0027】

鍔部４３は、軸部４１のシール部４２とは反対側の端部の径方向外側に設けられている。鍔部４３の弁座３４２側の端面は、可動コア４５に当接可能である。

【0028】

ニードル４０は、摺接部４４が噴射ノズル３４により支持され、かつ、軸部４１が可動コア４５を介して第二筒部材３２により支持されつつ、ハウジング３０の内部を往復移動する。

【0029】

可動コア４５は、軸部４１の径方向外側に設けられる略円筒状の部材である。可動コア４５は、磁気安定化処理が施されている。可動コア４５は、略中央に貫通孔４５１を有する。貫通孔４５１には、ニードル４０の軸部４１が挿通されている。

【0030】

固定コア４６は、可動コア４５の弁座３４２とは反対側に設けられる略円筒状の部材である。固定コア４６は、磁気安定化処理が施されている。固定コア４６は、ハウジング３０の第三筒部材３３と溶接され、ハウジング３０の内側に固定されている。

【0031】

コイル４７は、略円筒状の部材であって、主に第二筒部材３２及び第三筒部材３３の径方向外側を囲むよう設けられている。コイル４７は、弁制御部２５１から電流が供給されると磁界を発生する。コイル４７の周囲に磁界が発生すると、固定コア４６、可動コア４５、第一筒部材３１及び第三筒部材３３に磁気回路が形成される。これにより、固定コア４６と可動コア４５との間に磁気吸引力が発生し、可動コア４５は、固定コア４６に吸引される。このとき、可動コア４５の弁座３４２側とは反対側の面に当接しているニードル４０は、可動コア４５とともに固定コア４６側、すなわち、開弁方向へ移動する。可動コア４５、固定コア４６及びコイル４７は、特許請求の範囲に記載の「駆動部」に相当する。

【0032】

スプリング４８は、一端が鍔部４３のスプリング当接面４３１に当接するよう設けられている。スプリング４８の他端は、固定コア４６の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ３６の一端に当接している。スプリング４８は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング４８は、ニードル４０を可動コア４５とともに弁座３４２の方向、すなわち、閉弁方向に付勢している。

【0033】

スプリング４９は、一端が可動コア４５の段差面４５２に当接するよう設けられている。スプリング４９の他端は、第一筒部材３１が有する環状の段差面３１１に当接している。スプリング４９は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング４９は可動コア４５をニードル４０とともに弁座３４２とは反対の方向、すなわち開弁方向に付勢している。
本実施形態では、スプリング４８の付勢力は、スプリング４９の付勢力より大きく設定されている。これにより、コイル４７に電流が流れていない状態では、ニードル４０のシール部４２は、弁座３４２に当接した状態、すなわち、閉弁状態となる。

【0034】

第三筒部材３３の第二筒部材３２とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ３７が圧入及び溶接されている。燃料導入パイプ３７の内側には、フィルタ３７１が設けられている。フィルタ３７１は、燃料導入パイプ３７の導入口３７２から流入した燃料に含まれる異物を捕集する。

【0035】

燃料導入パイプ３７及び第三筒部材３３の径方向外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールドされている部分にはコネクタ３８が設けられている。コネクタ３８には、コイル４７へ電力を供給するための端子３８１がインサート成形されている。また、コイル４７の径方向外側には、コイル４７を覆うよう筒状のホルダ３９が設けられている。

【0036】

燃料導入パイプ３７の導入口３７２から流入する燃料は、固定コア４６の径内方向、アジャスティングパイプ３６の内側、ニードル４０の鍔部４３及び軸部４１の内側、孔４１１、第一筒部材３１とニードル４０の軸部４１との間の隙間を流通し、噴射ノズル３４の内側に導かれる。すなわち、燃料導入パイプ３７の導入口３７２から第一筒部材３１とニードル４０の軸部４１との間の隙間までが噴射ノズル３４の内部に燃料を導入する燃料通路３００となる。

【0037】

次に、燃料噴射弁制御装置１による燃料噴射弁１０の制御方法について、図３に基づいて説明する。図３には、燃料噴射弁１０に供給される電流の電流波形の設定方法のフローチャートを示す。燃料噴射弁制御装置１では、エンジン１１における吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の燃焼サイクルごとに図３に示すフローチャートに沿って燃料噴射弁１０の駆動を制御する電流波形を設定する。

【0038】

最初に、ステップ（以下、「Ｓ」とする）１０１において、エンジン１１の運転状態を読み込む。運転条件算出部２４１は、吸気圧センサ２１、クランク角センサ２２及び噴射圧センサ２３が出力する電気信号に基づいてエンジン１１の運転状態を読み込む。なお、第一実施形態では、吸気通路１２０を流れる気体の圧力、クランクシャフト１１６の回転角度、及び、燃料デリバリパイプ１７内の燃料の圧力を「内燃機関の運転状態」として読み込んでいるが、エンジン１１の運転状態を読み込むための数値はこれに限定されない。

【0039】

次に、Ｓ１０２において、燃料噴射弁１０の燃料噴射条件を算出する。運転条件算出部２４１は、Ｓ１０１において読み込んだエンジン１１の運転状態に基づいて一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射弁１０の燃料噴射条件を算出する。第一実施形態では、当該一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量Ｑｔｏｔａｌ、燃料の噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）、燃料噴射圧Ｐｆ、噴射回数Ｎを算出する。また、運転条件算出部２４１は、当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎが二回以上の場合、一回ごとの燃料噴射における燃料噴射量Ｑ（ｉ）を算出する。ここでは、例えば、噴射回数Ｎを２として説明するが、一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射の回数はこれに限定されない。算出された燃料噴射条件は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどに一旦保存される。

【0040】

次に、Ｓ１０３からＳ１１０において、Ｓ１０２において算出された燃料噴射条件に基づいて、燃料噴射設定部２４２は、燃料噴射弁１０のコイル４７に供給される電流波形を設定する。
Ｓ１０２に続くＳ１０３において、燃料噴射設定部２４２は、これから設定する電流波形が一回の燃焼サイクルにおける第一次燃料噴射の電流波形であることを確認する。
次に、Ｓ１０４において、燃料噴射設定部２４２は、Ｓ１０２において算出された第一次燃料噴射の噴射開始時期ＳＯＩ（１）がエンジン１１の吸気行程と圧縮行程との間の下死点に当たる１８０度ＢＴＤＣ以上であるか否かを判定する。Ｓ１０２において算出された第一次燃料噴射の噴射開始時期ＳＯＩ（１）が１８０度ＢＴＤＣ以上の場合、すなわち、エンジン１１が吸気行程であるかまたはピストン１１３がエンジン１１の吸気行程と圧縮行程との間の下死点の位置にある場合、Ｓ１０５に移行する。Ｓ１０２において算出された第一次燃料噴射の噴射開始時期ＳＯＩ（１）が１８０度ＢＴＤＣより小さい場合、すなわち、エンジン１１が圧縮行程である場合、Ｓ１０６に移行する。１８０度ＢＴＤＣは、特許請求の範囲に記載の「所定のクランク角」に相当する。

【0041】

次に、Ｓ１０５において、燃料噴射設定部２４２は、第一次燃料噴射におけるニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（１）が所定の基準値ΔＩｓｔｄ以下となるよう電流波形を設定する。また、Ｓ１０６において、燃料噴射弁１０に供給されるニードル４０のピックアップ電流の時間変化が所定の基準値ΔＩｓｔｄより大きくなるよう電流波形を設定する。
ここで、第一実施形態におけるニードル４０のピックアップ電流について図４に基づいて説明する。図４（ａ）に燃料噴射制御部２５がコイル４７に供給する電流Ｉの時間変化を示す。また、図４（ｂ）に電流の供給によって開弁方向に移動するニードル４０のリフト量Ｌの時間変化を示す。

【0042】

第一実施形態による燃料噴射弁制御装置１では、燃料噴射制御部２５は、図４（ａ）に示すように、ニードル４０のピックアップ電流の最大値を変更可能なよう設けられている。ここで、ニードル４０の「ピックアップ電流」とは、燃料噴射弁１０が閉弁している状態からニードル４０が開弁方向に移動するためにコイル４７に供給される電流であって、図４（ａ）では、時刻０から電流が最大となる時刻ｔ１０までの間に流れる電流を指す。

【0043】

第一実施形態では、図４（ａ）に示す実線Ｉｓ１は、例えば、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣのときの電流の時間変化を示している。実線Ｉｓ１では、時刻ｔ１０における電流が最大のピーク電流Ｉｐｓとなるよう電流波形が設定されている。このときのピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）、すなわち、単位時間当たりの電流の増減量を所定の基準値ΔＩｓｔｄとする。第一実施形態では、ピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）が所定の基準値ΔＩｓｔｄのとき、燃料噴射弁１０におけるニードル４０のリフト量Ｌの時間変化は、図４（ｂ）に示す実線Ｌｓ１のようになる。ピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）が所定の基準値ΔＩｓｔｄのときに時刻０からリフト量が最大のリフト量であるリフト量Ｌｍとなる時刻ｔ１１までのニードル４０の移動速度は、特許請求の範囲に記載の「基準移動速度」に相当する。

【0044】

一方、時刻ｔ１０におけるピーク電流をピーク電流Ｉｐｓより小さいピーク電流Ｉｐｏとするよう電流波形を設定する（図４（ａ）の一点鎖線Ｉｏ１）と、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は、図４（ａ）に示すように、所定の基準値ΔＩｓｔｄより小さくなる。このとき、ニードル４０は、図４（ｂ）の点線Ｌｏ１に示すように、リフト量Ｌｍとなるまでの時間が実線Ｉｓ１の時間ｔ１１に比べ時間ｔ１３と長くなる。すなわち、時刻ｔ１０におけるピーク電流をピーク電流Ｉｐｓより小さいピーク電流Ｉｐｏとするよう電流波形を設定すると、ニードル４０の移動速度は、基準移動速度に比べ遅くなる。

【0045】

また、時刻ｔ１０におけるピーク電流をピーク電流Ｉｐｓより大きいピーク電流Ｉｐｈとするよう電流波形を設定すると（図４（ａ）の点線Ｉｈ１）、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は、図４（ａ）に示すように、所定の基準値ΔＩｓｔｄより大きくなる。このとき、ニードル４０は、図４（ｂ）の点線Ｌｈ１に示すように、リフト量Ｌｍとなるまでの時間が実線Ｌｓ１の時間ｔ１１に比べ時間ｔ１２と短くなる。すなわち、時刻ｔ１０におけるピーク電流をピーク電流Ｉｐｓより大きいピーク電流Ｉｐｈとするよう電流波形を設定すると、ニードル４０の移動速度は、基準移動速度に比べ速くなる。

【0046】

このように、Ｓ１０５及びＳ１０６では、Ｓ１０４における判定結果に基づいてニードル４０のピックアップ電流におけるピーク電流の大きさを変更し、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化を変更するよう電流波形を設定する。

【0047】

次に、Ｓ１０７において、第一次燃料噴射の燃料噴射量に応じて電流を供給する時間、すなわち、第一次燃料噴射の噴射指令幅Ｔｉｎｊ（１）を設定する。具体的には、図４（ａ）に示すように、電流Ｉが０から大きくなり次に０となるまでの時間、例えば、図４（ａ）の実線Ｉｓ１では時間Ｔｉｎｊ）を噴射指令幅Ｔｉｎｊ（ｉ）として設定する。
次に、Ｓ１０８において、Ｓ１０５からＳ１０７において設定された電流波形の情報を第一次燃料噴射の情報Ｉ（１）としてＲＯＭ、ＲＡＭなどに保存する。

【0048】

次に、Ｓ１０９において、今回設定された電流波形が当該一回の燃焼サイクルにおけるＮ回目の燃料噴射の電流波形であるか否かを判定する。例えば、Ｓ１０２において設定された噴射回数Ｎは２であって今回の電流波形の設定が第一次燃料噴射における電流波形の設定である場合、Ｓ１１０に移行する。
次に、Ｓ１１０において、直前の電流波形の設定を行った燃料噴射の順番に１を加え、燃料噴射の順番を２とし、Ｓ１０４に移行する。
次に、Ｓ１０４からＳ１０８において、当該一回の燃焼サイクルにおける第二次燃料噴射における電流波形を第一次燃料噴射と同じように設定する。

【0049】

次に、Ｓ１０９において、今回設定された電流波形が当該一回の燃焼サイクルにおけるＮ回目の燃料噴射の電流波形であるか否かを判定する。Ｓ１０２において設定された噴射回数Ｎは２であって今回の電流波形の設定が第二次燃料噴射における電流波形の設定である場合、当該一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射の電流波形の設定を終了する。

【0050】

第一実施形態による燃料噴射弁制御装置１では、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣより大きいか否かに応じて、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）を変更し、ニードル４０の移動速度を変更する。ここでは、ニードル４０の移動速度を変更する効果について図５〜７に基づいて説明する。

【0051】

最初に、図５に基づいてニードル４０の移動速度と燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊとの関係を説明する。ここで、「噴霧到達距離」とは、燃料噴射弁から噴射され霧状となった燃料が到達可能な距離を指す。図５には、ニードル４０の移動速度が基準移動速度であるときの噴霧到達距離Ｄｉｎｊと時間ｔとの関係を実線Ｄｓ１で示す。
燃料噴射弁１０においてニードル４０の移動速度が変化すると燃焼室１１０に噴射される燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊは変化する。具体的には、ニードル４０の移動速度が基準移動速度より遅くなると、図５の点線Ｄｏ１に示すように、噴射開始直後には、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは実線Ｄｓ１に比べ短くなる（図５の時刻０から時刻ｔ１５）。しかしながら、比較的長い時間燃料を噴射するため、時刻ｔ１５以降では、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは実線Ｄｓ１に比べ長くなる。
一方、ニードル４０の移動速度が基準移動速度より速くなると、図５の点線Ｄｈ１に示すように、噴射開始直後には、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは実線Ｄｓ１に比べ長くなる（図５の時刻０から時刻ｔ１４）。しかしながら、比較的短い時間しか燃料を噴射しないため、時刻ｔ１４以降では、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは実線Ｄｓ１に比べ短くなる。
第一実施形態による燃料噴射弁制御装置１では、このニードル４０の移動速度の変化による燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊの変化を利用し、燃焼室１１０を形成するシリンダ１１１の内壁やピストン１１３のピストン面１１９に噴射した燃料が衝突しないよう燃料を噴射することができる。

【0052】

図６に、燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊと時間ｔとの関係を示す。図６には、燃料噴射弁１０の噴孔３５から燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁、例えば、ピストン１１３が有するピストン面１１９までの距離の時間変化を二点鎖線Ｅｐ１で示す。図６には、ニードルの開弁方向への移動速度を制御しない燃料噴射弁における噴霧到達距離Ｄｉｎｊと時間ｔとの関係を実線Ｅｓ１で示す。以下、ニードルの開弁方向への移動速度を制御しない燃料噴射弁を比較例の燃料噴射弁という。

【0053】

図６（ａ）には、クランク角が１８０度ＢＴＤＣより大きいときの噴霧到達距離Ｄｉｎｊと時間ｔとの関係を示す。比較例の燃料噴射弁では、図６（ａ）に示す実線Ｅｓ１のように、噴霧到達距離Ｄｉｎｊが燃料噴射弁の噴孔からピストン面までの距離より長くなる時間（図６（ａ）の時刻ｔ１６から時刻ｔ１７までの時間）があるため、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７までの間、燃料が上死点から下死点に移動するピストンのピストン面に衝突するおそれがある。しかしながら、燃料噴射弁制御装置１によって燃料の噴射を制御される燃料噴射弁１０では、図６（ａ）に示す点線Ｅｈ１のように、ニードル４０の開弁方向への移動速度を遅くするため、噴霧到達距離Ｄｉｎｊが燃料噴射弁の噴孔からピストン面までの距離より長くならない。これにより、燃料噴射弁１０が噴射する燃料はピストン面１１９に衝突しない。

【0054】

図６（ｂ）には、クランク角が１８０度ＢＴＤＣより小さいときの噴霧到達距離Ｄｉｎｊと時間ｔとの関係を示す。比較例の燃料噴射弁では、図６（ｂ）に示す実線Ｅｓ１のように、噴霧到達距離Ｄｉｎｊが燃料噴射弁の噴孔からピストン面までの距離より長くなる時間が比較的早い（図６（ｂ）の時刻ｔ１８１）ため、時刻ｔ１８１から時刻ｔ１９までの間、燃料が下死点から上死点に移動するピストンのピストン面に衝突するおそれがある。しかしながら、燃料噴射弁制御装置１によって燃料の噴射を制御される燃料噴射弁１０では、図６（ｂ）に示す点線Ｅｏ１のように、ニードル４０の開弁方向への移動速度は、噴射開始直後では比較例の燃料噴射弁に比べ速いものの、このとき、ピストン１１３は燃料噴射弁１０から比較的離れた位置にあり、ピストン１１３のピストン面１１９に燃料が衝突しにくい。また、ニードル４０の開弁方向への移動速度を速くすると、比較的短い時間で燃料噴射が終了するため、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは短くなる。これにより、ピストン１１３のピストン面１１９に燃料が衝突するおそれがある時刻は、比較例の燃料噴射弁に比べて遅くなる（図６（ｂ）の時刻ｔ１８２）ため、ピストン１１３のピストン面１１９に衝突する燃料の量は、比較例の燃料噴射弁に比べると少ない。

【0055】

図７には、エンジン１１における粒子状物質の排出粒子数Ｐｃとエンジン１１のクランク角ＣＡとの関係を示す。図７には、燃料噴射弁１０の粒子状物質の排出粒子数Ｐｃとクランク角ＣＡとの関係を点線Ｐｃ１で示し、比較例の燃料噴射弁の粒子状物質の排出粒子数Ｐｃとクランク角ＣＡとの関係を実線Ｐｓ０で示す。

【0056】

図５、６で述べたように、第一実施形態による燃料噴射弁制御装置１では、燃料の噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣより大きいとき、ニードル４０の開弁方向への移動速度を遅くし、下死点に向かって燃料噴射弁１０から離れるピストン１１３に噴射された燃料が燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁に衝突しないよう燃料噴射を制御する。これにより、例えば、図７の横軸に示すエンジン１１のクランク角において１８０度ＢＴＤＣより大きい３００度ＢＴＤＣでは、比較例の燃料噴射弁における粒子状物質の排出粒子数Ｐｃｓ１に比べ、燃料噴射弁１０における粒子状物質の排出粒子数Ｐｃｖ１は少なくなる。

【0057】

また、燃料の噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣ以下のとき、ニードル４０の開弁方向への移動速度を基準移動速度と同じまたは速くし、上死点に向かって移動するピストン１１３が燃料噴射弁１０に近づく前に燃料の噴射を終了し、噴射された燃料が燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁に衝突しないよう燃料噴射を制御する。これにより、例えば、図７の横軸に示すクランク角において１８０度ＢＴＤＣより小さい９０度ＢＴＤＣでは、比較例の燃料噴射弁における粒子状物質の排出粒子数Ｐｃｓ２に比べ、燃料噴射弁１０における粒子状物質の排出粒子数Ｐｃｖ２は少なくなる。

【0058】

このように、第一実施形態による燃料噴射弁制御装置１では、クランク角に応じてニードル４０の開弁速度を変更し、噴射された燃料が燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁に衝突しにくくする。これにより、粒子状物質の生成量を低減しつつ燃料噴射が可能な時期を広げることができる。したがって、燃料噴射弁制御装置１は、燃焼室１１０における燃料の燃焼効率を向上し、エンジン１１の燃費を向上することができる。

【0059】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図８に基づいて説明する。第二実施形態は、ニードルの開弁方向への移動速度を変更する方法が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0060】

第二実施形態による燃料噴射弁の制御装置では、第一実施形態における電流波形の設定方法のフローチャートに沿って燃料噴射ごとに電流波形を設定する（図３参照）。このとき、第二実施形態による燃料噴射弁制御装置では、Ｓ１０５、Ｓ１０６においてニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）を変更するとき、ニードル４０のピックアップ電流がピーク電流Ｉｐｓに到達するまでの時間を変更する。以下、この制御内容について図８に基づいて説明する。

【0061】

図８（ａ）に燃料噴射制御部２５がコイル４７に供給する電流Ｉの時間変化を示す。図８（ａ）には、噴射開始時期ＳＯＩが１８０度ＢＴＤＣのときの電流の時間変化を実線Ｉｓ２で示している。また、図８（ｂ）に電流の供給によってニードル４０の開弁方向へのリフト量Ｌの時間変化を示す。図８（ｂ）には、噴射開始時期ＳＯＩが１８０度ＢＴＤＣのときのニードル４０のリフト量の時間変化を実線Ｌｓ２で示している。

【0062】

Ｓ１０５において、燃料噴射設定部２４２は、図８（ａ）の点線Ｉｏ２に示すように、ピーク電流Ｉｐｓに到達するまでの時間を時間ｔ２０より長い時間ｔ２２とするよう電流波形を設定すると、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は所定の基準値ΔＩｓｔｄより小さくなる。このとき、ニードル４０は、図８（ｂ）の点線Ｌｏ２に示すように、リフト量Ｌｍとなるまでの時間が実線Ｌｓ２の時間ｔ２３に比べ時間ｔ２５と長くなる。

【0063】

Ｓ１０６において、燃料噴射設定部２４２は、図８（ａ）の点線Ｉｈ２に示すようにピーク電流Ｉｐｓに到達するまでの時間を実線Ｉｓでピーク電流Ｉｐｓに到達するまでの時間ｔ２０より短い時間ｔ２１となるよう電流波形を設定すると、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は所定の基準値ΔＩｓｔｄより大きくなる。このとき、ニードル４０は、図８（ｂ）の点線Ｌｈ２に示すようにリフト量Ｌｍとなるまでの時間が実線Ｌｓ２の時間ｔ２３に比べ時間ｔ２４と短くなる。

【0064】

第二実施形態による燃料噴射弁制御装置では、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣ以上のとき、図８（ａ）に示す点線Ｉｏ２のようにピーク電流Ｉｐｓに到達する時間を１８０度ＢＴＤＣの場合の時間以下にして、ニードル４０の開弁方向への移動速度を基準移動速度以下とする。また、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣより小さいとき、図８（ａ）に示す点線Ｉｈ２のようにピーク電流Ｉｐｓに到達する時間を１８０度ＢＴＤＣの場合の時間に比べ短くし、ニードル４０の開弁方向への移動速度を基準移動速度より速くする。これにより、燃料噴射弁１０が噴射する燃料が燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁に衝突しにくくなる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。

【0065】

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図９、１０に基づいて説明する。第三実施形態は、ニードルの開弁方向への移動速度を変更する方法が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0066】

第三実施形態による燃料噴射弁制御装置では、図９に示すフローチャートに沿って燃料噴射ごとの電流波形を設定する。
最初に、Ｓ３０１において、第一実施形態のＳ１０１と同様にエンジン１１の運転状態を読み込む。次に、Ｓ３０２において、第一実施形態のＳ１０２と同様に燃料噴射弁１０の燃料噴射条件を算出する。次にＳ３０３において、第一実施形態のＳ１０３と同様にこれから設定する電流波形が一回の燃焼サイクルにおける第一次燃料噴射の電流波形であることを確認する。

【0067】

次に、Ｓ３０４において、第一実施形態のＳ１０４と同様にＳ３０２において算出された第一次燃料噴射の噴射開始時期ＳＯＩ（１）がクランク角１８０度ＢＴＤＣ以上であるか否かを判定する。Ｓ３０２において算出された第一次燃料噴射の噴射開始時期ＳＯＩ（１）が１８０度ＢＴＤＣ以上の場合、Ｓ３０５に移行する。Ｓ１０２において算出された第一次燃料噴射の噴射開始時期ＳＯＩ（１）が１８０度ＢＴＤＣより小さい場合、Ｓ３０６に移行する。

【0068】

次に、Ｓ３０５において、燃料噴射設定部２４２は、プレチャージ電流をオフするよう電流波形を設定する。また、Ｓ３０６において、プレチャージ電流をオンするよう電流波形を設定する。
ここで、プレチャージ電流の有無によるニードル４０の開弁方向への移動速度の変化について図１０に基づいて説明する。図１０（ａ）に燃料噴射制御部２５がコイル４７に供給する電流Ｉの時間変化を示す。また、図１０（ｂ）にニードル４０のリフト量Ｌの時間変化を示す。

【0069】

第三実施形態による燃料噴射弁制御装置１では、燃料噴射制御部２５は、図１０（ａ）に示すように、ニードル４０のピックアップ電流を流す前に「前電流」としてのプレチャージ電流を流すことが可能なよう設けられている。
Ｓ３０５において、燃料噴射制御部２５がプレチャージ電流をオフする電流波形を設定すると、コイル４７には、図１０（ａ）の実線Ｉｓ３のように時刻ｔ３０に電流値がピーク電流Ｉｐｓとなる電流が流れる。これにより、ニードル４０のリフト量Ｌは、図１０（ｂ）の実線Ｌｓ３のように変化し、時刻ｔ３１においてリフト量Ｌが最大となる。
一方、Ｓ３０６において、燃料噴射制御部２５がプレチャージ電流をオンする電流波形を設定すると、コイル４７には、図１０（ａ）の点線Ｉｈ３に示すように、時刻０より前に可動コア４５が固定コア４６に吸引されない程度のプレチャージ電流Ｉｐｃが流れる。プレチャージ電流Ｉｐｃが流れた後、実線Ｌｓ３と同じ電流波形となる電流がコイル４７に流れると、ニードル４０のリフト量は、図１０（ｂ）の点線Ｌｈ３のように、実線Ｌｓ３に比べニードル４０の移動速度が速くなるため、リフト量Ｌは、時間ｔ３１より短い時間ｔ３２で最大となる。

【0070】

Ｓ３０５、Ｓ３０６の次に、Ｓ３０７において、第一実施形態のＳ１０７と同様に第一次燃料噴射の噴射指令幅Ｔｉｎｊ（１）を設定する。次に、Ｓ３０８において、第一実施形態のＳ１０８と同様にＳ３０５、Ｓ３０６及びＳ３０７において設定された電流波形の情報を第一次燃料噴射の情報Ｉ（１）としてＲＯＭ、ＲＡＭなどに保存する。次に、Ｓ３０９において、第一実施形態のＳ１０９と同様に今回設定された電流波形が当該一回の燃焼サイクルにおけるＮ回目の燃料噴射の電流波形であるか否かを判定する。今回の電流波形の設定が当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎより小さい場合、Ｓ３１０に移行する。Ｓ３１０において、第一実施形態のＳ１１０と同様に直前の電流波形の設定を行った燃料噴射の順番に１を加え、Ｓ３０４に移行する。今回の電流波形の設定が当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎと同じ回数の場合、当該一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射の電流波形の設定を終了する。

【0071】

第三実施形態による燃料噴射弁制御装置では、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣより小さいとき、プレチャージ電流をオンする電流波形を設定し、ニードル４０の開弁方向への移動速度を基準移動速度より速くする。これにより、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣより小さいとき、燃料噴射弁１０が噴射する燃料が燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁に衝突しにくくなる。したがって、第三実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。

【0072】

また、第三実施形態による燃料噴射弁制御装置では、プレチャージ電流のオンオフのみによってニードル４０の開弁方向への移動速度を変更することができる。これにより、比較的な簡易な制御で粒子状物質の生成量を低減し、燃料噴射が可能な時期を広げることができる。

【0073】

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図１１に基づいて説明する。第四実施形態は、ニードルの開弁方向への移動速度が時間変化する点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0074】

第四実施形態による燃料噴射弁制御装置では、第一実施形態における電流波形の設定方法のフローチャートに沿って燃料噴射ごとに電流波形を設定する（図３参照）。このとき、第四実施形態による燃料噴射弁制御装置では、Ｓ１０５、Ｓ１０６において、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化を変化させる。以下、この制御内容について図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）に燃料噴射制御部２５がコイル４７に供給する電流Ｉの時間変化を示す。図１１（ａ）には、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣのときの電流の時間変化を実線Ｉｓ４で示している。図１１（ｂ）にニードル４０のリフト量Ｌの時間変化を示す。図１１（ｂ）には、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣのときのニードル４０のリフト量Ｌの時間変化を実線Ｌｓ４で示している。

【0075】

Ｓ１０５において、燃料噴射設定部２４２は、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）が所定の基準値ΔＩｓｔｄ以下となるよう電流波形を設定する。
このとき、第四実施形態では、図１１（ａ）の点線Ｉｏ４に示すように、ピックアップ電流を流し始めた直後にはピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）が所定の基準値ΔＩｓｔｄより比較的小さくなるよう電流波形を設定する。さらに、ピックアップ電流の電流値がピーク電流Ｉｐｓに近くなるとピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）がピックアップ電流を流し始めた直後より大きくなるよう電流波形を設定する。これにより、ニードル４０の開弁方向への移動速度は、図１１（ｂ）の点線Ｌｏ４に示すように、移動直後には基準移動速度に比べ遅いもののリフト量が最大のリフト量Ｌｍに近づくと基準移動速度に比べ速くなる。

【0076】

Ｓ１０６において、燃料噴射設定部２４２は、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化が所定の基準値ΔＩｓｔｄより大きくなるよう電流波形を設定する。このとき、第四実施形態では、図１１（ａ）の点線Ｉｈ４に示すように、ピックアップ電流を流し始めた直後にはピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）が所定の基準値ΔＩｓｔｄより比較的大きくなるよう電流波形を設定する。さらに、ピックアップ電流の電流値がピーク電流Ｉｐｓに近くなるとピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）がピックアップ電流を流し始めた直後より小さくなるよう電流波形を設定する。これにより、ニードル４０の開弁方向への移動速度は、図１１（ｂ）の点線Ｌｈ４に示すように、移動直後には比較的速いもののリフト量が最大のリフト量Ｌｍに近づくと比較的遅くなる。

【0077】

第四実施形態による燃料噴射弁制御装置では、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化を変化させる。これにより、ニードル４０の開弁方向への移動速度を一回の燃料噴射において自由に変更することができる。したがって、第四実施形態は、第一実施形態の効果を奏するとともに燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊをエンジン１１の状態に応じて調整することができる。

【0078】

（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図１２、１３に基づいて説明する。第五実施形態は、ニードルの開弁方向への移動速度が燃料噴射毎に異なる点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0079】

第五実施形態による燃料噴射弁制御装置では、図１２に示すフローチャートに沿って燃料噴射ごとの電流波形を設定する。
最初に、Ｓ４０１において、第一実施形態のＳ１０１と同様にエンジン１１の運転状態を読み込む。次に、Ｓ４０２において、第一実施形態のＳ１０２と同様に燃料噴射弁１０の燃料噴射条件を算出する。次にＳ４０３において、第一実施形態のＳ１０３と同様にこれから設定する電流波形が一回の燃焼サイクルにおける第一次燃料噴射の電流波形であることを確認する。

【0080】

次に、Ｓ４０４において、ニードル４０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）を設定する。第五実施形態では、以下の式（１）を用いてピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）を設定する。
ΔＩｕｐ（ｉ）＝ΔＩｓｔｄ−［ａ×｛ＳＯＩ（ｉ）−１８０｝］・・・（１）
なお、式（１）の定数ａは、任意に設定可能な係数である。
ピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）を算出すると、Ｓ４０５に移行する。

【0081】

次に、Ｓ４０５において、第一実施形態のＳ１０７と同様に噴射指令幅Ｔｉｎｊ（ｉ）を設定する。次に、Ｓ４０６において、第一実施形態のＳ１０８と同様にＳ４０４及びＳ４０５において設定された電流波形の情報を第一次燃料噴射の情報Ｉ（１）としてＲＯＭ、ＲＡＭなどに保存する。次に、Ｓ４０７において、第一実施形態のＳ１０９と同様に今回設定された電流波形が当該一回の燃焼サイクルにおけるＮ回目の燃料噴射の電流波形であるか否かを判定する。今回の電流波形の設定が当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎより小さい回数の場合、Ｓ４０８に移行する。Ｓ４０８において、第一実施形態のＳ１１０と同様に直前の電流波形の設定を行った燃料噴射の順番に１を加え、Ｓ４０４に移行する。今回の電流波形の設定が当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎと同じ回数の場合、当該一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射の電流波形の設定を終了する。

【0082】

図１３に、第五実施形態の燃料噴射弁１０におけるエンジン１１のクランク角ＣＡとニードル４０のリフト量Ｌとの関係を示す。図１３には、ピストン面１１９の位置を二点鎖線Ｌｐ５で示す。ここでは、一回の燃焼サイクルにおいて三回の燃料噴射を行う場合のニードル４０のリフト量のクランク角変化を実線Ｌｓ５１、Ｌｓ５２、Ｌｓ５３で示すが、第五実施形態における燃料噴射の回数はこれに限定されない。実線Ｌｓ５１が示す第一次燃料噴射は、特許請求の範囲に記載の「最初の燃料噴射」に相当する。実線Ｌｓ５３で示す第三次燃料噴射は、特許請求の範囲に記載の「最後の燃料噴射」に相当する。

【0083】

図１３に示すように、第一次燃料噴射（図１３の実線Ｌｓ５１）は、クランク角が比較的大きいため、式（１）の右辺から算出される値は、比較的小さな値となる。これにより、ピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）は比較的小さくなり、第一次燃料噴射ではニードル４０の開弁方向への移動速度は比較的遅くなる。一方、第三次燃料噴射（図１３の実線Ｌｓ５３）では、クランク角が比較的小さいため、式（１）の右辺から算出される値は、第一次燃料噴射に比べ大きな値となる。これにより、ピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）は、第一次燃料噴射に比べ大きくなり、第三次燃料噴射では開弁時のニードル４０の移動速度は第一次燃料噴射に比べ速くなる。また、第二次燃料噴射（図１３の実線Ｌｓ５２）では、クランク角が第一次燃料噴射と第三次燃料噴射との間の値となるため、式（１）の右辺から算出される値は、第一次燃料噴射と第三次燃料噴射との間の値となる。これにより、ピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）は第一次燃料噴射と第三次燃料噴射との間の大きさとなり、第二次燃料噴射ではニードル４０の開弁方向への移動速度は第一次燃料噴射に比べ速くかつ第三次燃料噴射に比べ遅くなる。

【0084】

第五実施形態による燃料噴射弁制御装置では、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）の大きさに応じてピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）を変更する。具体的には、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が進角側であるほどピックアップ電流の時間変化ΔＩｕｐ（ｉ）を小さくし、ニードル４０の開弁方向への移動速度を遅くする。これにより、第五実施形態では、燃料噴射弁１０が噴射する燃料が燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁にさらに衝突しにくくなる。したがって、第五実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏するとともに、さらに燃料と燃焼室１１０を形成するエンジン１１の内壁との衝突を少なくし、粒子状物質の生成量をさらに低減しつつ燃費をさらに向上することができる。

【0085】

（第六実施形態）
次に、本発明の第六実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図１４，１５に基づいて説明する。第六実施形態は、制御される燃料噴射弁の構成が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0086】

第六実施形態による燃料噴射弁制御装置によって制御される燃料噴射弁５０を図１４に示す。燃料噴射弁５０は、シール部がハウジングの外側に飛び出すことによって開弁する外開方式の燃料噴射弁である。燃料噴射弁５０は、ハウジング６０、「駆動部」としてのピエゾ駆動体７０、ニードル８０などを備える。なお、図１４には、シール部８２が弁座６０６から離間する方向である開弁方向、及び、シール部８２が弁座６０６に当接する方向である閉弁方向を図示する。

【0087】

ハウジング６０は、筒状に形成されている。ハウジング６０は、流入口６０１、第一燃料通路６０２、背圧室６０３、第二燃料通路６０４、及び、噴孔６０５を有している。ハウジング６０の内部を流れる燃料は、流入口６０１、第一燃料通路６０２、背圧室６０３、第二燃料通路６０４、噴孔６０５の順に流れ、燃焼室１１０に噴射供給される。

【0088】

流入口６０１は、ハウジング６０の外側と第一燃料通路６０２とを連通している。第一燃料通路６０２には、ピエゾ駆動体７０が収容されている。背圧室６０３、第二燃料通路６０４、及び、噴孔６０５には、ニードル８０が往復移動可能に収容されている。

【0089】

噴孔６０５は、第二燃料通路６０４側からハウジング６０の外側に向かって内径が広がるよう形成されている。噴孔６０５を形成するハウジング６０の内壁は、後述するシール部８２が当接可能な弁座６０６を有する。

【0090】

ピエゾ駆動体７０は、略円柱状に形成されている。ピエゾ駆動体７０は、固定部７１、可動部７２、複数のピエゾ素子７３、及び、ベローズ７４を有している。

【0091】

固定部７１及び可動部７２は、ピエゾ駆動体７０の両端に設けられている。固定部７１は、第一燃料通路６０２を形成する内壁のうち噴孔６０５とは反対側の内壁に固定されている。
複数のピエゾ素子７３は、固定部７１及び可動部７２に挟まれつつ積層されている。複数のピエゾ素子７３は、電圧が印可され充電されると固定部７１と可動部７２とが離れる方向に伸長する。一方、電圧が印可されないとき、放電により固定部７１と可動部７２とが近づく方向に収縮する。

【0092】

ベローズ７４は、複数のピエゾ素子７３の外周を覆うように設けられている。ベローズ７４は、蛇腹状に形成され、ピエゾ素子７３の伸縮に合わせて伸縮可能である。ベローズ７４は、一端が固定部７１に液密に接合し、他端が可動部７２に液密に接合している。これにより、ベローズ７４は、ピエゾ素子７３が第二燃料通路６０４を満たしている燃料に晒されることを防止する。

【0093】

ニードル８０は、軸部８１、シール部８２、摺接部８３、鍔部８４などを有する。
軸部８１は、第一燃料通路６０２、背圧室６０３、及び、第二燃料通路６０４に収容されている棒状の部材である。軸部８１の噴孔６０５とは反対側は、可動部７２と接合している。これにより、軸部８１は、可動部７２と一体となって往復移動可能である。軸部８１の噴孔６０５側の端部には、シール部８２が設けられている。

【0094】

シール部８２は、軸部８１側の端部から軸部８１とは反対側の端部に向かって外径が大きくなるよう形成されている。シール部８２の径方向外側の外壁８２１は、弁座６０６に当接可能なよう形成されている。

【0095】

摺接部８３は、第二燃料通路６０４に位置する軸部８１の径方向外側に設けられている筒状の部位である。摺接部８３の外壁８３１は、第二燃料通路６０４を形成するハウジング６０の内壁６０７に摺動可能なよう形成されている。これにより、ニードル８０の往復移動が案内される。

【0096】

鍔部８４は、背圧室６０３に位置する軸部８１の径方向外側に設けられている環状の部位である。鍔部８４の噴孔６０５側には、スプリング８６が設けられている。スプリング８６は、一端を鍔部８４に支持され、他端を背圧室６０３の内壁に支持されている。スプリング８６は、ニードル８０を閉弁方向に付勢する。

【0097】

また、ピエゾ駆動体７０の噴孔６０５側には、スプリング８７が設けられている。スプリング８７は、一端を可動部７２に支持され、他端を第一燃料通路６０２と背圧室６０３とを区画する隔壁６０８に支持されている。スプリング８７は、ピエゾ駆動体７０を閉弁方向に付勢する。

【0098】

燃料噴射弁５０では、ピエゾ駆動体７０に電圧が印可されると、ピエゾ駆動体７０は、ハウジング６０の中心軸Ｃ６０の方向に伸長する。このとき、ニードル８０は、ピエゾ駆動体７０の伸長に応じて開弁方向に移動する。スプリング８６の付勢力とスプリング８７の付勢力との差に抗してニードル８０が開弁方向に移動すると、シール部８２と弁座６０６とが離間し、噴孔６０５が開く。これにより、第二燃料通路６０４を満たしている燃料が噴孔６０５から燃焼室１１０に噴射される。

【0099】

ピエゾ駆動体７０に電圧が印可されないと、ピエゾ駆動体７０は中心軸Ｃ６０の方向に収縮する。このとき、ニードル８０はスプリング８６の付勢力とスプリング８７の付勢力との差によって閉弁方向に移動すると、シール部８２は弁座６０６に当接し、噴孔６０５は閉じる。これにより、噴孔６０５からの燃料の噴射は停止される。

【0100】

第六実施形態による燃料噴射弁の制御装置では、第一実施形態における電流波形の設定方法のフローチャートに沿って燃料噴射ごとに電流波形を設定する（図３参照）。このとき、第六実施形態による燃料噴射弁制御装置では、Ｓ１０５、Ｓ１０６においてニードル８０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）を変更するとき、ニードル８０のピックアップ電流のピーク電流Ｉｐｓの大きさを変更する。以下、この制御内容について図１５に基づいて説明する。
図１５（ａ）に燃料噴射制御部２５がピエゾ素子７３に供給する電流Ｉの時間変化を示す。また、図１５（ｂ）に開弁方向に移動するニードル８０のリフト量の時間変化を示す。

【0101】

第六実施形態による燃料噴射弁制御装置では、燃料噴射制御部２５は、図１５（ａ）に示すように、ニードル８０のピックアップ電流の最大値を変更可能なよう設けられている。ここで、ニードル８０の「ピックアップ電流」とは、燃料噴射弁５０が閉弁している状態からニードルが開弁方向に移動するためにピエゾ素子７３に供給される電流であって、図１５（ａ）では、時刻０から最大電流を維持している時刻ｔ６０までの間に流れる電流を指す。

【0102】

第六実施形態では、図１５（ａ）に示す実線Ｉｓ６は、例えば、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣのときの電流の時間変化を示している。実線Ｉｓ６では、時刻ｔ６０における電流が最大のピーク電流Ｉｐｓとなるよう電流波形が設定されている。このときのピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は所定の基準値ΔＩｓｔｄである。第六実施形態では、ピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）が所定の基準値ΔＩｓｔｄであるとき、燃料噴射弁５０におけるニードル８０のリフト量Ｌの時間変化は、図１５（ｂ）に示す実線Ｌｓ６のようになる。時刻０からリフト量が最大のリフト量であるリフト量Ｌｍとなる時刻ｔ６１までのニードル８０の移動速度は、特許請求の範囲に記載の「基準移動速度」に相当する。

【0103】

一方、時刻ｔ６０におけるピーク電流をピーク電流Ｉｐｓより大きいピーク電流Ｉｐｈとするよう電流波形を設定すると（図１５（ａ）の点線Ｉｈ６）、ニードル８０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は、図１５（ａ）に示すように、所定の基準値ΔＩｓｔｄより大きくなり、ニードル８０は、図１５（ｂ）の点線Ｌｈ６に示すように、リフト量Ｌｍとなるまでの時間が実線Ｌｓ６の時間ｔ６１に比べ時間ｔ６２と短くなる。すなわち、ニードル８０の移動速度は、基準移動速度に比べ速くなる。

【0104】

また、時刻ｔ６０におけるピーク電流をピーク電流Ｉｐｓより小さいピーク電流Ｉｐｏとするよう電流波形を設定すると（図１５（ａ）の一点鎖線Ｉｏ６）、ニードル８０のピックアップ電流の時間変化ΔＩｐｕ（ｉ）は、図１５（ａ）に示すように、所定の基準値ΔＩｓｔｄより小さくなり、ニードル８０は、図１５（ｂ）の点線Ｌｏ６に示すように、リフト量Ｌｍとなるまでの時間が実線Ｉｓ１の時間ｔ６１に比べ時間ｔ６３と長くなる。すなわち、ニードル８０の移動速度は、基準移動速度に比べ遅くなる。

【0105】

第六実施形態による燃料噴射弁制御装置では、噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣ以上であるか否かに応じて、ピエゾ素子７３に供給される電流のピーク電流の大きさを変更することによってニードル８０の開弁方向への移動速度を変更し、燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊを変更することができる。これにより、ピエゾ素子７３を「駆動部」として備える燃料噴射弁５０を制御する第六実施形態でも第一実施形態と同じ効果を奏する。

【0106】

（第七実施形態）
次に、本発明の第七実施形態による燃料噴射弁の制御装置を図１６、１７に基づいて説明する。第七実施形態は、燃料噴射開始時期に応じて燃料の噴射圧を制御する点が第三実施形態と異なる。なお、第三実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0107】

第七実施形態による燃料噴射弁制御装置では、燃料噴射設定部２４２が設定する燃料ポンプ１６の運転条件に基づいて燃料ポンプ１６の作動を制御し、燃料噴射弁１０が噴射する燃料の噴射圧を調整する。

【0108】

第七実施形態による燃料噴射弁制御装置では、図１６に示すフローチャートに沿って燃料噴射ごとに電流波形を設定する。
最初に、Ｓ７０１において、第三実施形態のＳ３０１と同様にエンジン１１の運転状態を読み込む。次に、Ｓ７０２において、第三実施形態のＳ３０２と同様に燃料噴射弁１０の燃料噴射条件を算出する。このとき、燃料の噴射圧として基準噴射圧Ｐｆｂａｓｅを算出する。

【0109】

次に、Ｓ７０３において、エンジン１１の今回の燃焼サイクルの燃料噴射に圧縮行程における燃料噴射があるか否かを判定する。具体的には、Ｓ７０２において算出した燃料噴射条件を参照して圧縮行程における燃料噴射があるか否かを判定する。今回の燃焼サイクルの燃料噴射に圧縮行程における燃料噴射がある場合、Ｓ７０４に移行する。今回の燃焼サイクルの一連の燃料噴射に圧縮行程における燃料噴射がない場合、Ｓ７０５に移行する。

【0110】

Ｓ７０３に続くＳ７０４において、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射圧Ｐｆを基準噴射圧Ｐｆｂａｓｅより高い燃料噴射圧Ｐｆｕｐとする設定を行う。
また、Ｓ７０３に続くＳ７０５において、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射圧Ｐｆを基準の燃料噴射圧Ｐｆｂａｓｅとする設定を行う。

【0111】

ここで、第七実施形態における燃料噴射圧Ｐｆの変更について図１７に基づいて説明する。図１７（ａ）に電流の供給によってニードル４０の開弁方向へのリフト量Ｌの時間変化を示す。また、図１７（ｂ）に燃料の噴霧到達距離Ｄｉｎｊの時間変化を示す。

【0112】

第七実施形態による燃料噴射弁制御装置では、ポンプ制御部２５２及び燃料ポンプ１６は、燃料噴射弁１０の燃料噴射圧Ｐｆを変更可能なよう設けられている。
図１７（ａ）に示す実線Ｌｓ７は、圧縮行程において燃料噴射がないときのニードル４０のリフト量Ｌの時間変化を示している。実線Ｌｓ７に示すように、時刻ｔ７０においてニードル４０のリフト量が最大のリフト量Ｌｍｓとなるようニードル４０は駆動する。
一方、図１７（ａ）に示す実線Ｌｈ７は、圧縮行程において燃料噴射があるときのニードル４０のリフト量Ｌの時間変化を示している。実線Ｌｈ７に示すように、時刻ｔ７１においてニードル４０のリフト量がリフト量Ｌｍｓより大きいリフト量Ｌｍｈとなるようニードル４０は駆動する。

【0113】

図１７（ｂ）に示す実線Ｄｓ７は、圧縮行程において燃料噴射がないときの燃料噴射弁１０の噴霧到達距離Ｄｉｎｊの時間変化を示している。これに比べ、図１７（ｂ）の点線Ｄｈ７に示すように、燃料噴射圧Ｐｆを基準噴射圧Ｐｆｂａｓｅより高い燃料噴射圧Ｐｆｕｐとすると、噴射開始直後には、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは実線Ｄｓ７に比べ長くなる（図１７の時刻０から時刻ｔ７２）。しかしながら、時刻ｔ７２以降では、噴霧到達距離Ｄｉｎｊは実線Ｄｓ７に比べ短くなる。

【0114】

このように、Ｓ７０４及びＳ７０５では、Ｓ７０３における判定結果に基づいて燃料噴射圧Ｐｆを変更する。

【0115】

Ｓ７０４、Ｓ７０５に続くＳ７０６において、第三実施形態のＳ３０３と同様にこれから設定する電流波形が一回の燃焼サイクルにおける第一次燃料噴射の電流波形であることを確認する。
次に、Ｓ７０７において、第三実施形態のＳ３０４と同様にＳ７０２において算出された噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）がクランク角１８０度ＢＴＤＣ以上であるか否かを判定する。Ｓ７０２において算出された噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣ以上の場合、Ｓ７０８に移行する。Ｓ７０２において算出された噴射開始時期ＳＯＩ（ｉ）が１８０度ＢＴＤＣより小さい場合、Ｓ７０９に移行する。

【0116】

次に、Ｓ７０８において、第三実施形態のＳ３０５と同様にプレチャージ電流をオフするよう電流波形を設定する。また、Ｓ７０９において、第三実施形態のＳ３０６と同様にプレチャージ電流をオンするよう電流波形を設定する。

【0117】

Ｓ７０８、Ｓ７０９に続くＳ７１０において、第三実施形態のＳ３０７と同様に噴射指令幅Ｔｉｎｊ（ｉ）を設定する。
次に、Ｓ７１１において、Ｓ７０４及びＳ７０５において設定された燃料噴射圧Ｐｆの情報、並びに、Ｓ７０８、Ｓ７０９及びＳ７１０において設定された電流波形の情報Ｉ（ｉ）を第一次燃料噴射の情報としてＲＯＭ、ＲＡＭなどに保存する。次に、Ｓ７１２において、第三実施形態のＳ３０９と同様に今回設定された電流波形が当該一回の燃焼サイクルにおけるＮ回目の燃料噴射の電流波形であるか否かを判定する。今回の電流波形の設定が当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎより小さい場合、Ｓ７１３に移行する。Ｓ７１３において、第三実施形態のＳ３１０と同様に直前の電流波形の設定を行った燃料噴射の順番に１を加え、Ｓ６０７に移行する。今回の電流波形の設定が当該一回の燃焼サイクルにおける噴射回数Ｎと同じ回数の場合、当該一回の燃焼サイクルにおける燃料噴射の電流波形の設定を終了する。

【0118】

第七実施形態による燃料噴射弁制御装置では、燃焼サイクルの一連の燃料噴射に圧縮行程における燃料噴射を含む場合、燃料噴射圧Ｐｆを基準噴射圧Ｐｆｂａｓｅより高い燃料噴射圧Ｐｆｕｐとする設定を行う。燃料噴射圧Ｐｆを高くすると、ニードル４０の開弁方向への移動速度がさらに速くなるため、燃料を噴射する期間を短くすることができる。これにより、噴霧到達距離を更に短くすることができる。したがって、第七実施形態は、第三実施形態と同じ効果を奏するとともに、粒子状物質の生成量をさらに低減しつつ燃費をさらに向上することができる。

【0119】

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、「所定のクランク角」をエンジンの吸気行程と圧縮行程との間の下死点に当たる１８０度ＢＴＤＣとした。しかしながら、「所定のクランク角」はこれに限定されない。

【0120】

（イ）第一〜三実施形態では、ピックアップ電流は直線的に増加するとした。しかしながら、第四実施形態のように、ピックアップ電流の時間変化を変化させてもよい。

【0121】

（ウ）第三実施形態では、ピックアップ電流のピーク電流及びピーク電流に到達するまでの時間は１８０度ＢＴＤＣの場合と同じであるとした。しかしながら、第一、二実施形態にように、エンジンのクランク角の大きさに応じてピーク電流またはピーク電流に到達するまでの時間を変更してもよい。

【0122】

（エ）第七実施形態では、プレチャージの有無によってニードルのピックアップ電流の時間変化を変更するとした。しかしながら、ピックアップ電流のピーク電流の大きさを変更する第一実施形態の方法やピーク電流に到達するまでの時間を変更する第二実施形態の方法によってピックアップ電流の時間変化を変更してもよい。

【0123】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0124】

１ ・・・燃料噴射弁制御装置（燃料噴射弁の制御装置）、
１０ ・・・燃料噴射弁、
１１ ・・・エンジン（内燃機関）、
１１０・・・燃焼室、
２１ ・・・吸気圧センサ（運転状態検出手段）、
２２ ・・・クランク角センサ（運転状態検出手段）、
２３ ・・・噴射圧センサ（運転状態検出手段）、
２４１・・・運転条件算出部（運転条件算出手段）、
２４２・・・燃料噴射設定部（電流波形設定手段）、
２５ ・・・燃料噴射制御部（電流供給部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】