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(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】6720935
(24)【登録日】2020年6月22日
(45)【発行日】2020年7月8日
(54)【発明の名称】燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法
(51)【国際特許分類】
F02D 41/20 20060101AFI20200629BHJP
F02D 41/34 20060101ALI20200629BHJP
F02D 41/22 20060101ALI20200629BHJP
F02M 61/10 20060101ALI20200629BHJP
F02M 51/06 20060101ALI20200629BHJP
F02M 51/00 20060101ALI20200629BHJP
【ＦＩ】
F02D41/20
F02D41/34
F02D41/22
F02M61/10 N
F02M61/10 D
F02M51/06 C
F02M51/00 A
【請求項の数】11
【全頁数】32
(21)【出願番号】特願2017-146905(P2017-146905)
(22)【出願日】2017年7月28日
(65)【公開番号】特開2019-27348(P2019-27348A)
(43)【公開日】2019年2月21日
【審査請求日】2019年7月9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】100106149
【弁理士】
【氏名又は名称】矢作 和行
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】丹羽 雅之
(72)【発明者】
【氏名】西前 誠
(72)【発明者】
【氏名】田中 誠
【審査官】
三宅 龍平
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−１７７３０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２８０８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１１２００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−２１２５３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０２Ｄ ４１／００ − ４５／００
Ｆ０２Ｍ ３９／００ − ７１／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記噴射インターバルが前記戻り期間より長い場合に前記追加通電を行わない、燃料噴射制御装置。
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記噴射インターバルが前記戻り期間より長い場合に前記追加通電を行わない、燃料噴射制御装置。
【請求項2】
前記追加通電部は、
前記噴射インターバルが前記許容期間より短い場合に前記追加通電を行わない、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
前記噴射インターバルが前記許容期間より短い場合に前記追加通電を行わない、請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項3】
燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記噴射インターバルが前記許容期間より短い場合に前記追加通電を行わない、燃料噴射制御装置。
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記噴射インターバルが前記許容期間より短い場合に前記追加通電を行わない、燃料噴射制御装置。
【請求項4】
前記追加通電が追加されない場合の前記第１通電による前記アンダーシュートの前記戻り期間を基準戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記追加通電が追加されることで短縮される前記戻り期間を追加戻り期間（Ｔｕ１）と称すると、
前記追加通電部は、
前記追加戻り期間が前記噴射インターバルより短くなるように前記追加通電を行う、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
前記追加通電部は、
前記追加戻り期間が前記噴射インターバルより短くなるように前記追加通電を行う、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項5】
前記追加通電部は、
前記第１通電により発生する前記アンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで前記追加通電を開始させる、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
前記第１通電により発生する前記アンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで前記追加通電を開始させる、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項6】
燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記第１通電により発生する前記アンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで前記追加通電を開始させる、燃料噴射制御装置。
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記第１通電により発生する前記アンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで前記追加通電を開始させる、燃料噴射制御装置。
【請求項7】
燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記可動コアが前記初期位置に戻ってくると予測される戻りタイミング（ｔｂ３）が、次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）について予測される前記立ち上がり期間に含まれる場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記第１通電により発生する前記アンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで前記追加通電を開始させる燃料噴射制御装置。
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記可動コアが前記初期位置に戻ってくると予測される戻りタイミング（ｔｂ３）が、次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）について予測される前記立ち上がり期間に含まれる場合に、前記第１通電と前記第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、
前記追加通電部は、前記第１通電により発生する前記アンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで前記追加通電を開始させる燃料噴射制御装置。
【請求項8】
前記追加通電が追加されない場合の前記第１通電による前記アンダーシュートでの前記戻りタイミングを基準戻りタイミング（ｔｂ３）と称し、前記追加通電が追加されることで早くなる前記戻りタイミングを追加戻りタイミング（ｔｂ４）と称すると、
前記追加通電部は、
前記追加戻りタイミングが前記第２通電に伴う前記電磁吸引力の前記立ち上がり期間より早くなるように前記追加通電を行う、請求項７に記載の燃料噴射制御装置。
前記追加通電部は、
前記追加戻りタイミングが前記第２通電に伴う前記電磁吸引力の前記立ち上がり期間より早くなるように前記追加通電を行う、請求項７に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項9】
前記追加通電部は、
前記アンダーシュートにおいて前記可動コアが前記初期位置から最も離れる最離タイミング（ｔｂ２）よりも早いタイミングで前記追加通電を開始させる、請求項１〜８のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
前記アンダーシュートにおいて前記可動コアが前記初期位置から最も離れる最離タイミング（ｔｂ２）よりも早いタイミングで前記追加通電を開始させる、請求項１〜８のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項10】
燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記噴射インターバルが前記許容期間より短い場合又は前記戻り期間より長い場合に比べて、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間が短くなるように、前記第２通電の態様を変更する変更通電部（Ｓ２０１）、を備える燃料噴射制御装置。
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記噴射インターバルが前記許容期間より短い場合又は前記戻り期間より長い場合に比べて、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間が短くなるように、前記第２通電の態様を変更する変更通電部（Ｓ２０１）、を備える燃料噴射制御装置。
【請求項11】
燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第２通電よりも早いタイミングで開始され、前記第２通電が開始されるまで継続されるプレ通電（ＤＩ４）を追加するプレ通電部（Ｓ３０１）、を備える燃料噴射制御装置。
開弁向きに移動することで前記噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
前記弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から前記固定コアに吸引されて前記開弁向きに移動することで前記弁体を前記開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
前記弁体を前記開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
前記可動コアは、前記通電に伴う前記電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで前記開弁向きに移動を開始し、
前記弁体は、前記弁体付勢部の付勢力により前記閉弁向きに移動することで前記可動コアを前記閉弁向きに移動させ、
前記閉弁向きに移動する前記弁体が停止しても前記可動コアが前記閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、前記可動コアが移動向きを前記開弁向きに変えて前記初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生する前記アンダーシュートについて、前記第１通電から前記可動コアが前記初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、前記第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、前記第２通電について予測される前記立ち上がり期間を前記戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
前記噴射インターバルが前記許容期間以上であり且つ前記戻り期間以下である場合に、前記第２通電よりも早いタイミングで開始され、前記第２通電が開始されるまで継続されるプレ通電（ＤＩ４）を追加するプレ通電部（Ｓ３０１）、を備える燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書による開示は、燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
燃料を噴射する燃料噴射弁として、コイルへの通電に伴って発生する電磁吸引力により移動する可動コアと、可動コアの移動に伴って開弁作動する弁体とを備え、可動コアと弁体との相対的な移動が可能になっている燃料噴射弁がある。例えば、特許文献１には、噴孔を閉鎖する閉弁向きに移動する弁体が閉弁位置にて停止しても、可動コアは、弁体の閉弁位置に対応した初期位置に停止せずに、弁体に対する相対移動として閉弁向きへの移動を継続する、という構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３−１２４５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、弁体が閉弁位置で停止したにもかかわらず可動コアが初期位置よりも閉弁側にある状態をアンダーシュートと称すると、コイルへの次の通電に伴って発生した電磁吸引力によりアンダーシュート中の可動コイルが吸引されることがある。この場合、アンダーシュート中の可動コイルが電磁吸引力により開弁向きに強制的に引き戻されることで、この可動コアが初期位置で停止せずに開弁側に通過することが考えられる。
【0005】
本発明者は、アンダーシュート中の可動コアに電磁吸引力が加えられるタイミングや電磁吸引力の大きさによっては、可動コアが初期位置を開弁側に通過してもすぐに移動向きが閉弁向きに変わって初期位置に戻ってしまうことがある、という知見を得た。このように、可動コアが初期位置よりも開弁側に意図せずに一時的に移動すると、燃料が意図せずに一時的に噴射される不整噴射が発生することが懸念される。
【0006】
本開示の主な目的は、燃料が意図せずに一時的に噴射される不整噴射の発生を抑制できる燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、開示された第１Ａ、第１Ｂおよび第１Ｃの態様は、燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から固定コアに吸引されて開弁向きに移動することで弁体を開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
弁体を開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
可動コアは、通電に伴う電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで開弁向きに移動を開始し、
弁体は、弁体付勢部の付勢力により閉弁向きに移動することで可動コアを閉弁向きに移動させ、
閉弁向きに移動する弁体が停止しても可動コアが閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、可動コアが移動向きを開弁向きに変えて初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生するアンダーシュートについて、第１通電から可動コアが初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、第２通電について予測される立ち上がり期間を戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
噴射インターバルが許容期間以上であり且つ戻り期間以下である場合に、第１通電と第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備える燃料噴射制御装置である。
さらに第１Ａの態様では、追加通電部は、噴射インターバルが戻り期間より長い場合に追加通電を行わない。
さらに第１Ｂの態様では、追加通電部は、噴射インターバルが許容期間より短い場合に追加通電を行わない。
さらに第１Ｃの態様では、追加通電部は、第１通電により発生するアンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで追加通電を開始させる。
【0008】
燃料噴射弁においては、可動コアが初期位置に停止している状態で電磁吸引力が生じても、電磁吸引力の大きさが不足している場合には開弁向きへの可動コアの移動が開始しないと考えられる。これに対して、本発明者は、噴射インターバルが許容期間以上であり且つ戻り期間以下である場合に、アンダーシュート中の可動コアが電磁吸引力により加速されて燃料の不整噴射が発生しやすい、という知見を得た。この知見によれば、アンダーシュートにおいてコアブーストで開弁向きに移動している可動コアに電磁吸引力が加えられると、この電磁吸引力が十分に立ち上がっていなくてもコアブースト中の可動コアが加速される。このように加速された可動コアが初期位置に到達すると、可動コアの勢いで弁体がこの可動コアと共に開弁向きに意図せずに移動する、ということが生じやすくなる。その一方で、初期位置よりも開弁側に移動した可動コアは、十分に立ち上がっていない電磁吸引力が弁体付勢部の付勢力に負けることで移動向きを閉弁向きに変えて初期位置に戻り、これに伴って弁体も閉弁する。このようにして燃料の不整噴射が発生すると考えられる。
【0009】
そこで、上記第１Ａ、第１Ｂおよび第１Ｃの態様によれば、噴射インターバルが許容期間以上である且つ戻り期間以下である場合に、第１通電と第２通電との間で追加通電が行われる。この場合、可動コアが電磁吸引力により加速されることで実際の戻り期間が短縮されるため、実際の戻り期間を噴射インターバルより短くすることが可能になる。すなわち、噴射インターバルが戻り期間以下であるという不整噴射の発生条件を回避することが可能になる。したがって、不整噴射が発生することを抑制できる。
【0010】
第２の態様は、燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から固定コアに吸引されて開弁向きに移動することで弁体を開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
弁体を開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
可動コアは、通電に伴う電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで開弁向きに移動を開始し、
弁体は、弁体付勢部の付勢力により閉弁向きに移動することで可動コアを閉弁向きに移動させ、
閉弁向きに移動する弁体が停止しても可動コアが閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、可動コアが移動向きを開弁向きに変えて初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生するアンダーシュートについて、可動コアが初期位置に戻ってくると予測される戻りタイミング（ｔｂ３）が、次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）について予測される立ち上がり期間に含まれる場合に、第１通電と第２通電との間に追加通電（ＤＩ３）を追加する追加通電部（Ｓ１０９）、を備え、追加通電部は、第１通電により発生するアンダーシュートが開始する開始タイミング（ｔｂ１）よりも遅いタイミングで追加通電を開始させる燃料噴射制御装置である。
【0011】
本発明者は、燃料の不整噴射が発生する条件として、第１通電により発生したアンダーシュートについての戻りタイミングが第２通電についての立ち上がり期間に含まれるという条件がある、という知見を得た。この条件が満たされると、上記第１の態様についての説明と同様に、燃料の不整噴射が発生すると考えられる。
【0012】
そこで、上記第２の態様によれば、第１通電による戻りタイミングが第２通電についての立ち上がり期間に含まれている場合に、第１通電と第２通電との間で追加通電が行われる。この場合、可動コアが電磁吸引力により加速されることで実際の戻りタイミングが早められるため、実際の戻りタイミングを第２通電についての立ち上がり期間より早いタイミングにすることが可能になる。すなわち、第１通電による戻りタイミングが第２通電についての立ち上がり期間に含まれるという不整噴射の発生条件を回避することが可能になる。したがって、上記第１Ａ、第１Ｂおよび第１Ｃの態様と同様に、不整噴射が発生することを抑制できる。
【0013】
第３の態様は、燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から固定コアに吸引されて開弁向きに移動することで弁体を開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
弁体を開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、を備え、
可動コアは、通電に伴う電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで開弁向きに移動を開始し、
弁体は、弁体付勢部の付勢力により閉弁向きに移動することで可動コアを閉弁向きに移動させ、
閉弁向きに移動する弁体が停止しても可動コアが閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、可動コアが移動向きを開弁向きに変えて初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生するアンダーシュートについて、第１通電から可動コアが初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、第２通電について予測される立ち上がり期間を戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
噴射インターバルが許容期間以上であり且つ戻り期間以下である場合に、第２通電について予測される立ち上がり期間が、噴射インターバルが許容期間より短い又は戻り期間より長い場合に比べて短くなるように、第２通電の態様を変更する変更通電部（Ｓ２０１）、を備える燃料噴射制御装置である。
【0014】
上記第３の態様によれば、噴射インターバルが許容期間以上であり且つ戻り期間以下であるという不整噴射の発生条件に該当する場合、第２通電についての立ち上がり期間が、この条件に該当しない場合に比べて短くされる。このため、不整条件に該当する場合は、第２通電についての立ち上がり期間が短くなった分だけ許容期間が長くなる。このように許容期間を積極的に長くすることで、噴射インターバルが許容期間以上であるという不整噴射の発生条件を回避することが可能になる。したがって、上記第１Ａ、第１Ｂおよび第１Ｃの態様と同様に、不整噴射が発生することを抑制できる。
【0015】
また、第２通電によりコイルに流れる電流の増加度合いが、立ち上がり期間の短縮に伴って増加するため、仮に許容期間が噴射インターバルより長くならなかったとしても、電磁吸引力が急峻に増加することで可動コアの開弁向きへの移動が継続されやすくなる。この場合、アンダーシュートの勢いで初期位置を通過した可動コアが、移動向きを変えて再び初期位置に戻るということを抑制できる。したがって、不整噴射が発生することを抑制できる。
【0016】
第４の態様は、燃料を噴射する噴孔（１１）と、
開弁向きに移動することで噴孔を開放する弁体（３０）と、
コイル（７０）への通電に伴い電磁吸引力を生じさせる固定コア（６０）と、
弁体に対して相対的な移動が可能であり、所定の初期位置（Ｂ１）から固定コアに吸引されて開弁向きに移動することで弁体を開弁向きに移動させる可動コア（４０）と、
弁体を開弁向きとは反対向きの閉弁向きに付勢する弁体付勢部（８０）と、
を備え、
可動コアは、通電に伴う電磁吸引力の立ち上がりに要する立ち上がり期間（Ｔｏ）が経過することで開弁向きに移動を開始し、
弁体は、弁体付勢部の付勢力により閉弁向きに移動することで可動コアを閉弁向きに移動させ、
閉弁向きに移動する弁体が停止しても可動コアが閉弁向きへの移動を継続するアンダーシュートにおいて、可動コアが移動向きを開弁向きに変えて初期位置に戻る燃料噴射弁（１００）、に適用される燃料噴射制御装置（１３５）であって、
燃料噴射のための第１通電（ＤＩ１）により発生するアンダーシュートについて、第１通電から可動コアが初期位置に戻ってくるまでに要すると予測される期間を戻り期間（Ｔｕ）と称し、第１通電から次の燃料噴射のための第２通電（ＤＩ２）までの期間を噴射インターバル（Ｔｉｎｔ）と称し、第２通電について予測される立ち上がり期間を戻り期間から引いた値を許容期間（Ｔｕｏ）と称すると、
噴射インターバルが許容期間以上であり且つ戻り期間以下である場合に、第２通電よりも早いタイミングで開始され、第２通電が開始されるまで継続されるプレ通電（ＤＩ４）を追加するプレ通電部（Ｓ３０１）、を備える燃料噴射制御装置である。
【0017】
上記第４の態様によれば、噴射インターバルが許容期間以上である且つ戻り期間以下である場合に、第２通電よりも早いタイミングでプレ通電が行われる。この場合、第２通電が開始されるよりも前のタイミングでプレ通電により電磁吸引力を立ち上げておくことで、第２通電により電磁吸引力を立ち上げるために要する期間を短縮することが可能になる。この場合、上記第３の態様と同様に、第２通電についての立ち上がり期間が短くなった分だけ許容期間が長くなり、噴射インターバルが許容期間以上であるという不整噴射の発生条件を回避することが可能になる。したがって、上記第３の態様と同様に、不整噴射が発生することを抑制できる。
【0018】
また、上記第３の態様と同様に、第２通電によりコイルに流れる電流の増加度合いが、立ち上がり期間の短縮に伴って増加するため、燃料の不整噴射が発生することを抑制できる。
【0021】
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にすぎず、技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】第１実施形態における燃焼システムの構成を示す概略図。
【図2】燃料噴射弁の構成を示す概略縦断面図。
【図3】燃料噴射弁の開弁状態を示す図。
【図4】燃料噴射弁の開弁途中の状態を示す図。
【図5】燃料噴射弁の開弁完了状態を示す図。
【図6】燃料噴射弁のニードルがオーバーシュートしている状態を示す図。
【図7】燃料噴射弁の可動コアがアンダーシュートしている状態を示す図。
【図8】信号インターバルが基準戻り期間より長いことで不整噴射が発生しない場合の可動コアの挙動を示すタイミングチャート。
【図9】信号インターバルが許容期間より短いことで不整噴射が発生しない場合の可動コアの挙動を示すタイミングチャート。
【図10】不整噴射が発生した場合の可動コアの挙動を示すタイミングチャート。
【図11】中間駆動通電により不整噴射が発生しなくなった場合の可動コアの挙動を示すタイミングチャート。
【図12】噴射設定処理の手順を示すフローチャート。
【図13】第２実施形態における駆動電流の変化態様を示すタイミングチャート。
【図14】噴射設定処理の手順を示すフローチャート。
【図15】別の駆動電流の変化態様を示すタイミングチャート。
【図16】第３実施形態における駆動電流の変化態様を示すタイミングチャート。
【図17】プレ駆動通電により不整噴射が発生しなくなった場合の可動コアの挙動を示すタイミングチャート。
【図18】噴射設定処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【0024】
（第１実施形態）図１に示すインジェクタ１００は、燃焼システム１１０に含まれている。燃焼システム１１０は、内燃機関１１１、吸気管１１２、排気管１１３を有している。内燃機関１１１は、点火式のエンジンであり、例えばガソリンエンジンである。吸気管１１２は、内燃機関１１１の燃焼室１１１ａに吸入空気を供給し、排気管１１３は燃焼室１１１ａから排気を排出する。
【0025】
内燃機関１１１は、インジェクタ１００に加えて、シリンダ１１４、ピストン１１５、吸気バルブ１１６、排気バルブ１１７、インジェクタ１００、点火プラグ１２２、吸気圧センサ１２３、クランク角センサ１２４及びＥＣＵ１２５を有している。ピストン１１５は、往復移動可能な状態でシリンダ１１４内に設けられている。燃焼室１１１ａは、吸気ポート及び排気ポートを介して吸気管１１２及び排気管１１３に連通されており、吸気バルブ１１６は吸気ポートを開閉し、排気バルブ１１７は排気ポートを開閉する。インジェクタ１００は、燃料を噴射する燃料噴射弁であり、燃焼室１１１ａ内に燃料を直接噴射する。点火プラグ１２２は、燃焼室１１１ａ内にて吸入空気と燃料との混合気を点火させる。吸気圧センサ１２３は、吸気管１１２に取り付けられており、吸気管１１２内の圧力を吸気圧として検出する。クランク角センサ１２４は、クランクシャフトに取り付けられており、クランク角を検出する。
【0026】
ＥＣＵ（Engine Control Unit）１２４は、燃焼システム１１０の動作制御を行う制御装置である。ＥＣＵ１２５は、プロセッサ１２４ａ、記憶部１２４ｂ、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。記憶部１２４ｂとしては、ＲＡＭ等の記憶媒体が挙げられる。ＥＣＵ１２５においては、燃焼システム１１０の動作制御を行うためのプログラムが記憶部１２４ｂ等に記憶されており、このプログラムがプロセッサ１２４ａにより実行される。ＥＣＵ１２５は、吸気圧センサ１２３やクランク角センサ１２４等の各種検出部に電気的に接続されており、これら検出部の検出結果に基づいて、点火プラグ１２２の動作制御や、スロットルバルブの開度制御といったエンジン制御を行う。ＥＣＵ１２５は、吸気圧センサ１２３かＥＣＵ１２５をエンジン制御装置と称し、燃焼システム１１０をエンジン制御システムと称することもできる。
【0027】
燃焼システム１１０は、燃焼室１１１ａに燃料を供給する燃料供給システム１３０を有している。燃料供給システム１３０は、上述したインジェクタ１００に加えて、燃料タンク１３１、燃料ポンプ１３２、燃料デリバリ１３３、噴射圧センサ１３４及び制御ユニット１３５を有している。燃料タンク１３１は燃料を貯留しており、燃料ポンプ１３２は、燃料タンク１３１内の燃料を昇圧した状態でインジェクタ１００に供給する高圧ポンプである。燃焼システム１１０は、複数のインジェクタ１００を有しており、燃料デリバリ１３３は、これらインジェクタ１００に燃料を分配する。噴射圧センサ１３４は、燃料デリバリ１３３に設けられており、インジェクタ１００に供給される燃料の圧力を噴射圧として検出する。
【0028】
制御ユニット１３５は、燃料供給システム１３０の動作制御を行う制御装置である。制御ユニット１３５は、プロセッサ１３５ａ、記憶部１３５ｂ、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。記憶部１３５ｂとしては、ＲＡＭ等の記憶媒体が挙げられる。制御ユニット１３５においては、インジェクタ１００の動作制御を行うためのプログラムが記憶部１３５ｂ等に記憶されており、このプログラムがプロセッサ１３５ａにより実行される。制御ユニット１３５は、噴射圧センサ１３４等の各種検出部に電気的に接続されており、これら検出部の検出結果に基づいて、インジェクタ１００や燃料ポンプ１３２の動作制御を燃料噴射制御として行う。制御ユニット１３５は、燃料噴射弁であるインジェクタ１００の動作制御を行う燃料噴射制御装置に相当する。なお、車両においては、ＳＣＵ（Sensor Control Unit）が制御ユニット１３５として用いられていてもよい。
【0029】
図２に示すインジェクタ１００は、ハウジング２０、ノズル部１０、固定コア６０、可動コア４０、弁体としてのニードル３０、可動プレート５０、第１スプリング８０、第２スプリング９０、および、コイル７０等を備えている。インジェクタ１００においては、ニードル３０を移動させる駆動部が、可動コア４０、固定コア６０、コイル７０、第１スプリング８０を含んで構成されている。
【0030】
ハウジング２０は、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３、外周部材２５および樹脂モールド部２６を有する。第１筒部材２１、第２筒部材２２および第３筒部材２３は、いずれも略円筒状に形成され、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。外周部材２５は第１筒部材２１と第３筒部材２３の外周面に当接している。第１筒部材２１、第３筒部材２３および外周部材２５は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材により形成されている。一方、第２筒部材２２は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材により形成されている。
【0031】
ノズル部１０は、第１筒部材２１の端部に設けられており、金属製の円板形状に形成されている。ノズル部１０の中央には、ノズル部１０を板厚方向に貫く噴孔１１が形成されている。また、ノズル部１０の一方の面には、噴孔１１を囲むようにして環状の弁座１２が形成されている。ノズル部１０は、側壁が第１筒部材２１の内壁に嵌合するようにして第１筒部材２１に接続している。
【0032】
固定コア６０は、第３筒部材２３の端部に設けられており、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材により略円筒状に形成されている。固定コア６０は、ハウジング２０の内側に設けられている。なお、固定コア６０およびノズル部１０は、溶接によりハウジング２０に固定されている。
【0033】
ニードル３０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により棒状に形成されている。ニードル３０は、ハウジング２０内に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル３０は、軸方向に延びる棒状の本体３２と、本体３２のノズル部１０側の端部に形成されたシール部３１と、本体３２のノズル部１０側とは反対側の端部に形成された鍔部３３と、を有する。ニードル３０は、シール部３１が弁座１２から離間（つまり離座）または弁座１２に当接（つまり着座）することで噴孔１１を開閉する。以下、適宜、ニードル３０が弁座１２から離間する向きを開弁向きといい、ニードル３０が弁座１２に当接する向きを閉弁向きという。本体３２の鍔部３３側は、中空筒状に形成され、本体３２の内壁３２１と外壁３２２とを接続する孔３４が形成されている。鍔部３３は、ハウジング２０の内壁２４に向けて拡がる円板形状である。
【0034】
可動コア４０は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材により略円筒状に形成されている。可動コア４０は、固定コア６０とノズル部１０との間を往復移動可能な状態で、ハウジング２０の内部に収容される。可動コア４０の中央には、貫通孔４４が形成される。可動コア４０の貫通孔４４の内壁とニードル３０の本体３２の外壁３２２とは摺動可能であり、可動コア４０の外壁４２とハウジング２０の内壁２４とは摺動可能である。これにより、可動コア４０は、ニードル３０およびハウジング２０と摺動しながらハウジング２０の内側で往復移動可能である。
【0035】
可動コア４０は、固定コア６０側の端面４１に、貫通孔４４の内壁から径外方向へ環状に拡がるよう形成される収容凹部４５を有する。また、可動コア４０は、固定コア６０側の端面４１に、収容凹部４５の底壁４５２とは反対側の端なる部から径外方向へ環状に拡がるよう形成される嵌入溝部４６を有する。収容凹部４５にはニードル３０の鍔部３３が収容され、嵌入溝部４６には後で説明する可動プレート５０が嵌入される。
【0036】
可動プレート５０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により収容凹部４５よりも径が大きい円盤状に形成され、中央に孔５１を有する。可動プレート５０は、可動コア４０のノズル部１０とは反対側に、可動コア４０およびニードル３０の鍔部３３に当接可能に設けられる。可動プレート５０は、嵌入溝部４６に嵌入可能に設けられる。
【0037】
コイル７０は、略円筒状に形成され、第２筒部材２２および第３筒部材２３の径方向外側を囲むようにして設けられている。第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３および外周部材２５との間には、樹脂モールド部２６が充填されている。
【0038】
コイル７０に電力が供給されてコイル７０に磁力が生じると、固定コア６０、可動コア４０、第１筒部材２１、第３筒部材２３および外周部材２５に磁気回路が形成される。これにより、電磁吸引力が可動コア４０に作用して、可動コア４０は固定コア６０に吸引される。このとき、収容凹部４５の底壁４５２はニードル３０の鍔部３３に当接するため、ニードル３０は、可動コア４０とともに固定コア６０側、すなわち開弁向きへ移動する。これにより、シール部３１が弁座１２から離間し、噴孔１１が開放される。また、可動コア４０は、端面４１が固定コア６０に当接することにより、開弁向きへの移動が規制される。
【0039】
第１スプリング８０は、可動プレート５０に当接して弾性力を付与することで、可動コア４０およびニードル３０を閉弁向きに付勢している。第２スプリング９０は、可動コア４０に当接して弾性力を付与することで、可動プレート５０を固定コア６０側（つまり開弁向き）に付勢している。第１スプリング８０の付勢力は、第２スプリング９０の付勢力よりも大きく設定されている。そのため、コイル７０に電力が供給されていない状態では、ニードル３０は、シール部３１が弁座１２に当接した閉弁状態となる。なお、第１スプリング８０が弁体を付勢する弁体付勢部に相当し、第２スプリング９０が固定コア６０を付勢するコア付勢部に相当する。
【0040】
第２スプリング９０は、一端が可動コア４０の噴孔１１側の端面４３に形成された溝部４３１の底面に当接するように設けられている。第２スプリング９０の他端は、ハウジング２０の第１筒部材２１の内側に形成された環状の段差面２１１に当接している。第２スプリング９０は、軸方向に延びる力を有している。これにより、第２スプリング９０は、可動コア４０を付勢することで可動プレート５０を固定コア６０側に付勢している。この場合の可動コア４０の位置を初期位置Ｂ１と称する。可動コア４０が初期位置Ｂ１にある場合、可動コア４０の端面４３が、軸方向において噴孔１１とは反対側に向けて第１筒部材２１の段差面から離間している。このため、可動コア４０は、初期位置Ｂ１よりも噴孔１１側に移動することが可能になっている。
【0041】
図３に示すように、コイル７０への通電オフ時には、第１スプリング８０および第２スプリング９０の付勢力によって、可動プレート５０は、ニードル３０および可動コア４０の両方に当接する。具体的には、可動プレート５０の下端面５３が、ニードル３０の鍔部３３の端面３３１、および可動コア４０の嵌入溝部４６の底壁４６１に当接する。この場合の可動コア４０、ニードル３０は閉弁状態になっている。この場合のニードル３０の位置を閉弁位置Ａ１と称する。ここで、鍔部３３の軸方向の長さをＬ１とし、可動プレート５０の下端面５３と収容凹部４５の底壁４５２との軸方向の距離をＬ２とする。鍔部３３、可動プレート５０、収容凹部４５および嵌入溝部４６は、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすよう形成されている。
【0042】
また、鍔部３３の下端面３３２と収容凹部４５の底壁４５２との軸方向の距離をＧ１とし、可動コア４０の端面４１と固定コア６０の可動コア４０側の端面との軸方向の距離をＧ２とする。鍔部３３、可動プレート５０、収容凹部４５、嵌入溝部４６、可動コア４０および固定コア６０は、Ｇ１＜Ｇ２、および、Ｇ１＝Ｌ２−Ｌ１の関係を満たすよう設けられている。
【0043】
図２の説明に戻り、第３筒部材２３の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ６２が圧入および溶接されている。燃料導入パイプ６２から流入した燃料は、固定コア６０、可動プレート５０の孔５１、ニードル３０の本体３２の内側、ニードル３０の孔３４、および第１筒部材２１とニードル３０との間を順に流通する。コイル７０への通電オンによりニードル３０が開弁している状態では、上述の如く流通した燃料は、シール部３１と弁座１２との間を流通した後、噴孔１１から噴射される。
【0044】
次に、本実施形態のインジェクタ１００の作動を図３〜５に基づいて説明する。
【0045】
コイル７０への通電をオフさせた状態では、図３に示すように、第１スプリング８０は、可動プレート５０を付勢することでニードル３０を閉弁向きに付勢し、第２スプリング９０は、可動コア４０を固定コア６０側に付勢している。可動プレート５０の下端面５３は、ニードル３０の鍔部３３の端面３３１、および可動コア４０の嵌入溝部４６の底壁４６１に当接し、先述した通りＬ１＜Ｌ２かつＧ１＜Ｇ２の状態となっている。これにより、ニードル３０のシール部３１が弁座１２に着座した閉塞状態となり、噴孔１１は閉弁された状態となる。
【0046】
コイル７０への通電をオンさせると、図４に示すように、可動コア４０は、固定コア６０に吸引されて固定コア６０側へ移動する。可動プレート５０は、可動コア４０に押されて第１スプリング８０の付勢力に抗して第１スプリング８０側へ移動する。また、可動コア４０は、所定距離Ｇ１分加速し、加速距離分の運動エネルギーを持った状態でニードル３０の鍔部３３の下端面３３２に衝突する。この衝突により、ニードル３０は急速に開弁向きへ移動を開始し、シール部３１が弁座１２から離間して、噴孔１１から燃料が噴射される。
【0047】
可動コア４０は、ニードル３０に衝突した後さらに移動を継続し、図５に示すように固定コア６０と衝突する。つまり、可動コア４０の移動が規制される。ニードル３０は、鍔部３３が底壁４５２に係合した状態で、可動コア４０により開弁向きへ付勢される。このように付勢される期間は、可動コア４０がニードル３０に衝突してから、可動コア４０が固定コア６０に衝突するまでの期間である。
【0048】
可動コア４０が移動停止する一方で、ニードル３０は、図６に示すように可動コア４０から離れ、慣性によって第１スプリング８０の弾性力に抗して移動を継続する。可動プレート５０を介してニードル３０に押し付けられた第１スプリング８０は、限界まで縮んだ後、可動プレート５０およびニードル３０を閉弁向きの側へ押し戻して移動させる。このように押し戻される可動プレート５０およびニードル３０は、再び可動コア４０に当接した図４の状態で移動停止する。
【0049】
このように、可動コア４０が移動して固定コア６０に当接した以降もニードル３０が慣性で移動し続ける挙動をオーバーシュートと呼ぶ。図６に示すように、オーバーシュート量Ｌ３は、ニードル３０と可動コア４０との軸方向における離間距離である。具体的には、鍔部３３の下端面３３２から収容凹部４５の底壁４５２までの軸方向における距離である。
【0050】
コイル７０への通電をオフさせると、電磁吸引力は低下していき、開弁保持力を下回ると、可動プレート５０、可動コア４０およびニードル３０は閉弁向きへ移動する。具体的には、先ず、可動プレート５０が、第１スプリング８０によりニードル３０側に付勢されることで、可動コアとともに閉弁向きへの移動を開始する。その後、可動プレート５０がニードル３０の鍔部３３に当接して、閉弁向きへニードル３０を付勢する。換言すれば、第１スプリング８０の弾性力が、可動プレート５０を介してニードル３０へ伝達され、その弾性力によりニードル３０が閉弁作動を開始する。閉弁向きへ移動するニードル３０は、シール部３１が弁座１２に当接することで移動停止する。
【0051】
ニードル３０の移動停止とともに可動プレート５０も移動停止する一方で、可動コア４０は、図７に示すように可動プレート５０から離れ、慣性によって第２スプリング９０の弾性力に抗して閉弁向きへの移動を継続する。この場合、可動コア４０は、第２スプリング９０が縮むことで初期位置Ｂ１を通過して最離位置Ｂ２に到達した後、今度は第２スプリング９０が伸びることで開弁向きへの移動を開始し、初期位置Ｂ１に戻る。最離位置Ｂ２から初期位置Ｂ１に戻った可動コア４０は、図３に示すように、可動プレート５０に引っ掛かった状態で初期位置Ｂ１にて停止する。
【0052】
このように、ニードル３０が閉弁位置Ａ１に戻った後、可動コア４０が初期位置Ｂ１よりも最離位置Ｂ２側に移動した状態をアンダーシュートと称する。また、アンダーシュート中の可動コア４０について、最離位置Ｂ２から初期位置Ｂ１に向けて開弁向きに移動する状態をコアブーストと称し、コアブースト中の可動コア４０は、第２スプリング９０の復元力により移動していることになる。
【0053】
図７に示すように、アンダーシュート中の可動コア４０について、初期位置Ｂ１からの離間距離をアンダーシュート量Ｌ４と称すると、このアンダーシュート量Ｌ４は、可動コア４０と可動プレート５０との軸方向における離間距離になる。具体的には、可動コア４０の固定コア６０側の端面４１と、可動プレート５０の固定コア６０側の端面との軸方向における離間距離である。アンダーシュート量Ｌ４が増加している最中は、可動コア４０が初期位置Ｂ１から遠ざかっている途中であり、可動コア４０の慣性により第２スプリング９０が縮んでいる最中である。一方、アンダーシュート量Ｌ４が減少している場合は、可動コア４０が初期位置Ｂ１に近付いている途中であり、第２スプリング９０が自身の弾性力により伸びている最中である。
【0054】
なお、上述したように、可動プレート５０は可動コア４０とともに軸方向に移動するが、閉弁および開弁のいずれの場合であっても、可動プレート５０の移動開始タイミングは可動コア４０の移動開始タイミングと同じである。これに対し、ニードル３０の移動開始タイミングは、閉弁および開弁のいずれの場合であっても、可動コア４０の移動開始タイミングよりも遅れる。ただし、後述するインジェクタ１００の動作説明では、ニードル３０と可動コア４０との移動開始タイミングのずれを無視し、可動コア４０の移動開始と共にニードル３０も移動開始するとしている。これは、可動プレート５０が設けられておらずに第１スプリング８０がニードル３０を直接的に付勢し、可動コア４０が初期位置にある場合にニードル３０の鍔部３３が可動コア４０に引っ掛かった構成により実現可能になっている。
【0055】
可動プレート５０は、可動コア４０とは別体に構成され、かつ、可動コア４０とともに移動する移動部材を提供する。可動プレート５０は、開弁向きには可動コア４０に押されて移動し、閉弁向きには第１スプリング８０に押されて移動する。また、第１スプリング８０に押されて移動する際には、第１スプリング８０の弾性力をニードル３０に伝達する閉弁力伝達部材として可動プレート５０は機能する。
【0056】
制御ユニット１３５は、インジェクタ１００に対して電気信号としての駆動信号を出力することで、インジェクタ１００に燃料噴射を行わせる。インジェクタ１００においては、駆動信号に合わせてコイル７０への通電が行われる。この場合、駆動信号に応じた駆動電流がコイル７０に流れる。制御ユニット１３５は、多段噴射として、１燃焼サイクル中にインジェクタ１００による燃料噴射を複数回行わせることが可能になっている。なお、駆動信号を駆動指令信号や噴射指令信号と称することもできる。
【0057】
多段噴射が行われる場合の可動コア４０の挙動について、図８〜図１１を参照しつつ説明する。ここでは、駆動信号がハイレベルに移行することをＯＮと称し、駆動信号がローレベルに移行することをＯＦＦと称する。前回の駆動信号を第１駆動信号ＤＳ１と称し、今回の駆動信号を第２駆動信号ＤＳ２と称すると、図８〜図１１では、タイミングｔａ１にて第１駆動信号ＤＳ１がＯＦＦされ、タイミングｔａ２にて第２信号Ｃ２がＯＮされる。第１駆動信号ＤＳ１と第２駆動信号ＤＳ２との期間を信号インターバルＴｉｎｔと称すると、信号インターバルＴｉｎｔは、第１駆動信号ＤＳ１のＯＦＦタイミングｔａ１から第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２までの期間である。駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２がＯＮで継続される期間を駆動指令期間Ｔｊと称すると、この駆動指令期間Ｔｊは、第１駆動信号ＤＳ１と第２駆動信号ＤＳ２とで同じ長さの場合もあれば異なる長さの場合もある。なお、信号インターバルＴｉｎｔが噴射インターバルに相当する。
【0058】
駆動信号に応じた駆動電流が流れる通電としては、第１駆動信号ＤＳ１に応じた駆動電流が流れる第１駆動通電ＤＩ１と、第２駆動信号ＤＳ２に応じた駆動電流が流れる第２駆動通電ＤＩ２とがある。これら駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２に伴う駆動電流は、駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２のＯＮに伴って第１駆動値Ｉａまで徐々に増加し、この第１駆動値Ｉａにてある程度の期間だけ保持される。そして、第１駆動値Ｉａより小さい第２駆動値Ｉｂまで減少し、この第２駆動値Ｉｂでもある程度の期間だけ保持された後、駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２のＯＦＦに伴って徐々に減少してゼロになる。なお、駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２には、駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２に伴う駆動電流を第１駆動値Ｉａ及び第２駆動値Ｉｂに変化させる情報が含まれている。また、第１駆動通電ＤＩ１が第１通電に相当し、第２駆動通電ＤＩ２が第２通電に相当する。
【0059】
駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２により生じる電磁吸引力は、駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２の増加と共に徐々に増加することで可動値Ｐｃまで立ち上がり、この電磁吸引力が可動値Ｐｃに達することで可動コア４０が開弁向きへの移動を開始する。これにより、ニードル３０が開弁作動して燃料噴射が開始される。可動値Ｐｃは、例えば第１スプリング８０の付勢力に打ち勝つことができる値である。電磁吸引力が可動値Ｐｃに到達したタイミングを立ち上がりタイミングｔｃと称し、駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２がＯＮになったタイミングから電磁吸引力が可動値Ｐｃに達するのに要する期間を立ち上がり期間Ｔｏと称する。例えば第２駆動信号ＤＳ２については、図８に示すように、ＯＮタイミングｔａ２から立ち上がりタイミングｔｃまでの期間が立ち上がり期間Ｔｏに相当する。本実施形態では、駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２についての各立ち上がり期間Ｔｏが同じになるように、駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２や駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２が設定されている。
【0060】
なお、図８〜図１１の可動コア挙動及びニードル挙動においては、縦軸が可動コア４０及びニードル３０の移動量であり、移動量の増加が開弁向きへの移動を示し、移動量の減少が閉弁向きへの移動を示す。
【0061】
駆動信号ＤＳ１，ＤＳ２がＯＦＦになった場合、それに合わせて可動コア４０及びニードル３０は閉弁向きへの移動を開始し、上述したように可動コア４０のアンダーシュートが発生する。図８においては、アンダーシュートする可動コア４０が、タイミングｔｂ１にて初期位置Ｂ１を閉弁向きに通過し、タイミングｔｂ２にて最離位置Ｂ２に到達する。その後、可動コア４０は、開弁向きに移動することでタイミングｔｂ３にて初期位置Ｂ１に戻る。このタイミングｔｂ３を基準戻りタイミングｔｂ３と称し、第１駆動信号ＤＳ１のＯＦＦタイミングｔａ１から基準戻りタイミングｔｂ３までの期間を基準戻り期間Ｔｕと称する。また、可動コア４０が最離位置Ｂ２に到達したタイミングｔｂ２を最離タイミングｔｂ２と称する。さらに、可動コア４０のアンダーシュートが開始するタイミングｔｂ１を開始タイミングｔｂ１と称すると、開始タイミングｔｂ１から基準戻りタイミングｔｂ３までの期間が、可動コア４０がアンダーシュートするアンダーシュート期間に相当する。
【0062】
図８に示すように、基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２に対する電磁吸引力の立ち上がり期間Ｔｏよりも早い場合、アンダーシュート中の可動コア４０には電磁吸引力が加えられない。この場合、基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２よりも早いことで、信号インターバルＴｉｎｔは基準戻り期間Ｔｕよりも長くなっている。
【0063】
基準戻り期間Ｔｕには、立ち上がり期間Ｔｏと同じ長さを有する特定期間Ｔｏ１が含まれている。基準戻り期間Ｔｕにおいて、最離タイミングｔｂ２と基準戻りタイミングｔｂ３との間には特定タイミングｔｂ５が存在しており、特定期間Ｔｏ１は、この特定タイミングｔｂ５と基準戻りタイミングｔｂ３との期間である。また、基準戻り期間Ｔｕには、この基準戻り期間Ｔｕから特定期間Ｔｏ１を引いた長さを有する許容期間Ｔｕｏが含まれている。許容期間Ｔｕｏは、第１駆動信号ＤＳ１のＯＦＦタイミングｔａ１と特定タイミングｔｂ５との期間であり、基準戻り期間Ｔｕより短くなっている。
【0064】
ここで、第１駆動通電ＤＩ１により生じるアンダーシュートについては、過去情報や実験情報が記憶部１３５ｂに記憶されていることで、基準戻りタイミングｔｂ３や基準戻り期間Ｔｕを予測することが可能である。また、第２駆動通電ＤＩ２による電磁吸引力の立ち上がり期間Ｔｏも予測することが可能である。なお、これら基準戻りタイミングｔｂ３を予測戻りタイミングと称することもでき、基準戻り期間Ｔｕや立ち上がり期間Ｔｏを予測戻り期間や予測立ち上がり期間と称することもできる。
【0065】
図９に示すように、予測される基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２に対して予測される立ち上がり期間Ｔｏよりも遅い場合、予測される許容期間Ｔｕｏにおいてアンダーシュート中の可動コア４０に電磁吸引力が加えられる。この場合、基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２よりも遅いことで、信号インターバルＴｉｎｔは基準戻り期間Ｔｕよりも短くなっている。さらに、信号インターバルＴｉｎｔは、許容期間Ｔｕｏよりも短くなっている。
【0066】
このように基準戻りタイミングｔｂ３が立ち上がり期間Ｔｏよりも遅い場合、許容期間Ｔｕｏにおいて可動コア４０が強制的に初期位置Ｂ１側に引き戻されることで、アンダーシュート期間が短くなる。この場合、可動コア４０が初期位置Ｂ１に戻るタイミングは、基準戻りタイミングｔｂ３よりも早いコア戻りタイミングｔｂ４になっている。このため、第１駆動信号ＤＳ１のＯＦＦタイミングｔａ１から可動コア４０が初期位置Ｂ１に戻るために要する期間は、基準戻り期間Ｔｕよりも短いコア戻り期間Ｔｕ１になっている。なお、コア戻り期間Ｔｕ１が追加戻り期間に相当し、コア戻りタイミングｔｂ４が追加戻りタイミングに相当する。
【0067】
このように許容期間Ｔｕｏにおいてアンダーシュート期間が短縮化されても、立ち上がりタイミングｔｃまでには可動コア４０が初期位置Ｂ１に戻っておらず、コア戻りタイミングｔｂ４が立ち上がりタイミングｔｃよりも遅くなる。換言すれば、可動コア４０が初期位置Ｂ１に戻ったコア戻りタイミングｔｂ４では、電磁吸引力が少なくとも可動値Ｐｃまで増加している。このため、可動コア４０は、初期位置Ｂ１に戻ることでニードル３０に衝突し、可動値Ｐｃ以上の電磁吸引力によりニードル３０ごと初期位置Ｂ１を通過して開弁側に移動することで、ニードル３０を開弁作動させる。
【0068】
コア戻りタイミングｔｂ４が立ち上がりタイミングｔｃよりも遅い期間をコア遅れ期間Ｔｚと称すると、可動コア４０は、コア遅れ期間Ｔｚだけ遅れて初期位置Ｂ１から開弁向きに移動開始する。このため、駆動指令期間Ｔｊが一定であれば、噴孔１１からの燃料噴射量は、コア遅れ期間Ｔｚがゼロの場合に比べてコア遅れ期間Ｔｚの分だけ減少することになる。
【0069】
一方、図１０に示すように、基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２に対する立ち上がり期間Ｔｏに含まれる場合、基準戻りタイミングｔｂ３が立ち上がり期間Ｔｏに含まれる場合と同様に、アンダーシュート中の可動コア４０に電磁吸引力が加えられる。この場合でも、基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２よりも遅いことで、信号インターバルＴｉｎｔは基準戻り期間Ｔｕ以下になっている。その一方で、信号インターバルＴｉｎｔは、許容期間Ｔｕｏ以上になっている。これらの関係は、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕを満たしている。
【0070】
このように基準戻りタイミングｔｂ３が立ち上がり期間Ｔｏに含まれる場合、特定期間Ｔｏ１において可動コア４０が強制的に初期位置Ｂ１側に引き戻されることで、アンダーシュート期間が短くなる。この場合、基準戻りタイミングｔｂ３が立ち上がり期間Ｔｏより遅い場合（図９参照）と同様に、可動コア４０は、基準戻りタイミングｔｂ３よりも早いコア戻りタイミングｔｂ４にて初期位置Ｂ１に戻る。これにより、コア戻り期間Ｔｕ１が基準戻り期間Ｔｕより短くなる。
【0071】
このように特定期間Ｔｏ１においてアンダーシュート期間が短縮化されるのは、コアブースト中の可動コア４０に更に電磁吸引力が加えられることで、この可動コア４０が加速するためである。ただし、特定期間Ｔｏ１において可動コア４０に加えられる電磁吸引力は、まだ可動値Ｐｃに達しておらず、初期位置Ｂ１にて停止中の可動コア４０であれば移動を開始させることができない程度の比較的小さな力である。このため、加速された可動コア４０は、初期位置Ｂ１に戻ってニードル３０に衝突することで一時的にニードル３０ごと初期位置Ｂ１を通過して開弁側に移動するものの、衝突による衝撃力が減衰することで再び閉弁側に移動して初期位置Ｂ１に戻ってしまう。
【0072】
このように可動コア４０が初期位置Ｂ１よりも開弁側に一時的に移動することを不整移動と称すると、可動コア４０の不整移動が発生した場合には、ニードル３０も一時的に開弁作動することで燃料が意図せずに噴射される不整噴射が発生してしまう。本発明者は、基準戻りタイミングｔｂ３が立ち上がり期間Ｔｏに含まれる場合に、第１駆動信号ＤＳ１による燃料噴射と第２駆動信号ＤＳ２による燃料噴射との間において、可動コア４０の不整移動や燃料の不整噴射が発生しやすい、という知見を得た。
【0073】
そこで、本実施形態では、第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２が特定期間Ｔｏ１に含まれている場合、許容期間Ｔｕｏにおいて、駆動信号としての中間駆動信号ＤＳ３が制御ユニット１３５から出力される。図１１に示すように、中間駆動信号ＤＳ３は、信号インターバルＴｉｎｔにおいてタイミングｔｄ１にてＯＮされ、タイミングｔｄ２にてＯＦＦされる。中間駆動信号ＤＳ３がＯＮで継続される期間を中間指令期間Ｔｋと称すると、この中間指令期間Ｔｋは、アンダーシュートの開始タイミングｔｂ１と最離タイミングｔｂ２との間にある。この場合、可動コア４０のアンダーシュートの開始後に中間駆動信号ＤＳ３がＯＮされ、可動コア４０が最離位置Ｂ２に到達するよりも前に中間駆動信号ＤＳ３がＯＦＦされる。
【0074】
コイル７０には、中間駆動信号ＤＳ３に応じた中間駆動通電ＤＩ３による電流が流れる。中間駆動通電ＤＩ３による電流は、中間駆動信号ＤＳ３のＯＮに伴って第３駆動値Ｉｃまで徐々に増加し、第３駆動値Ｉｃに到達した後は徐々に減少してゼロになる。第３駆動値Ｉｃは、第１駆動値Ｉａと第２駆動値Ｉｂとの間の値になっている。中間駆動信号ＤＳ３には、中間駆動通電ＤＩ３に伴う駆動電流を第３駆動値Ｉｃに変化させる情報が含まれている。なお、中間駆動通電ＤＩ３は、追加通電に相当し、第３駆動値Ｉｃにてある程度の期間だけ保持されてもよく、第３駆動値Ｉｃに到達次第減少してもよい。
【0075】
中間駆動通電ＤＩ３により生じる電磁吸引力は、中間駆動通電ＤＩ３の増加と共に徐々に増加し、中間駆動通電ＤＩ３の減少と共に徐々に減少する。この電磁吸引力は、駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２による生じる電磁吸引力とは異なり、可動値Ｐｃに達しない。このように可動値Ｐｃより小さい電磁吸引力でも、この電磁吸引力がアンダーシュート中の可動コア４０に加えられると、この可動コア４０が強制的に初期位置Ｂ１に引き戻されることで、アンダーシュート期間が短くなる。この場合、中間駆動通電ＤＩ３が流れない場合（図１０参照）と同様に、可動コア４０は、基準戻りタイミングｔｂ３よりも早いコア戻りタイミングｔｂ４にて初期位置Ｂ１に戻り、コア戻り期間Ｔｕ１が基準戻り期間Ｔｕより短くなる。
【0076】
中間駆動通電ＤＩ３については、コア戻りタイミングｔｂ４が特定期間Ｔｏ１よりも早くなるように、中間指令期間Ｔｋ及び第３駆動値Ｉｃが設定されている。この場合、基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動信号ＤＳ２に対する電磁吸引力の立ち上がり期間Ｔｏよりも早い場合（図８参照）と同様に、アンダーシュート中の可動コア４０には電磁吸引力が加えられない。このため、電磁吸引力により可動コア４０の不整移動が生じるということが抑制される。また、この場合、コア戻りタイミングｔｂ４は許容期間Ｔｕｏに含まれており、コア戻り期間Ｔｕ１は許容期間Ｔｕｏよりも短くなっている。
【0077】
制御ユニット１３５は、インジェクタ１００から燃料を噴射させる際の噴射態様を設定する噴射設定処理を行う。この処理については、図１２のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、制御ユニット１３５は、噴射設定処理にて設定した噴射態様に応じてインジェクタ１００の動作制御を行うことで、インジェクタ１００を対象とした燃料噴射制御を行う。また、図１２のフローチャートは、燃料噴射制御方法を示すことにもなる。
【0078】
図１２において、ステップＳ１０１では、１燃焼サイクルについて燃料の噴射態様を設定するか否かを判定する。噴射態様を設定する場合、ステップＳ１０２に進み、内燃機関１１１の運転状態を取得する。ここでは、吸気圧センサ１２３の検出信号を用いて検出される吸気圧や、クランク角センサ１２４の検出信号を用いて検出されるエンジン回転数などを、内燃機関１１１の運転状態を示す情報として取得する。
【0079】
ステップＳ１０３では、燃料の噴射態様を設定する。そして、噴射態様に関する情報を記憶部１３５ｂに記憶する。ここでは、噴射態様として、噴射量Ｑ、駆動指令期間Ｔｊ、噴射開始時期ＳＯＩ、噴射終了時期ＥＯＩ、噴射圧Ｐｆ、噴射回数Ｎｉｎｊを設定する。噴射量Ｑは、１燃焼サイクルにて噴射される燃料の総量であり、駆動指令期間Ｔｊは、上述したように駆動信号がＯＮで継続される期間である。噴射開始時期ＳＯＩは、１燃焼サイクルにおいて最初の燃料噴射を開始するタイミングであり、噴射終了時期ＥＯＩは、１燃焼サイクルにおいて最後の燃料噴射を終了させるタイミングである。噴射圧Ｐｆは、インジェクタ１００から噴射される燃料圧力であり、噴射回数Ｎｉｎｊは、１燃焼サイクルにおいて燃料噴射を行う回数である。
【0080】
なお、噴射態様として、噴射回数Ｎｉｎｊが複数回である場合には、上述した信号インターバルＴｉｎｔや駆動指令期間Ｔｊを設定する。また、駆動電流の駆動値Ｉａ，Ｉｂなども設定する。
【0081】
ステップＳ１０４では、噴射回数Ｎｉｎｊが複数回であるか否かを判定する。噴射回数Ｎｉｎｊが１回である場合は、そのまま本噴射設定処理を終了する。噴射回数Ｎｉｎｊが複数回である場合には、多段噴射であるとしてステップＳ１０５に進み、噴射回数Ｎｉｎｊが１回である場合にはこのまま本噴射設定処理を終了する。ステップＳ１０５では、複数の燃料噴射を個別に認識するためにカウンタｉを「１」にセットする。
【0082】
ステップＳ１０６〜Ｓ１１４では、多段噴射において複数の燃料噴射のそれぞれについて、駆動電流に関する設定内容を更新する更新処理を行う。この更新処理では、カウンタｉについて、ｉ番目の燃料噴射について駆動電流の設定内容を更新する。すなわち、ｉショット目の噴射設定を行う。この更新処理において、ステップＳ１０６では、カウンタｉが「１」より大きいか否かを判定する。カウンタｉが「１」より大きくない場合、多段噴射のうち１番目の燃料噴射については更新処理を行わないとして、ステップＳ１１１に進む。これは、１番目の燃料噴射についてはステップＳ１０３にて既に設定した駆動電流の設定内容を採用することを意味する。
【0083】
ステップＳ１１１では、カウンタｉが噴射回数Ｎｉｎｊに達したか否かを判定する。カウンタｉが噴射回数Ｎｉｎｊに達した場合、多段噴射において複数の燃料噴射の全てについて更新処理を行ったとして、本噴射設定処理を終了する。カウンタｉが噴射回数Ｎｉｎｊに達していない場合、ステップＳ１１３に進み、カウンタｉを１インクリメントする。その後、ステップＳ１０６に戻る。ここでは、カウンタｉが噴射回数Ｎｉｎｊに達するまでステップＳ１０６〜Ｓ１１３の処理を繰り返し行う。
【0084】
ステップＳ１０６にてカウンタｉが１より大きい場合、多段噴射のうち２回目以降の燃料噴射を対象とした更新処理であるとして、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上であるか否かを判定する。ここでは、多段噴射のうち前回処理で対象とした燃料噴射についての通電を第１駆動通電ＤＩ１とし、今回処理で対象とした燃料噴射についての電流を第２駆動通電ＤＩ２とする。そして、これら駆動通電ＤＩ１，ＤＩ２について、駆動値Ｉａ，Ｉｂや駆動指令期間Ｔｊ、信号インターバルＴｉｎｔ、立ち上がり期間Ｔｏをパラメータとして取得し、これらパラメータを用いて許容期間Ｔｕｏを予測値として算出する。なお、第２駆動通電ＤＩ２による立ち上がり期間Ｔｏについても予測値として取得される。
【0085】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７と同様のパラメータを用いて基準戻り期間Ｔｕを予測値として算出し、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕ以下であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１０７，Ｓ１０８での判定がいずれも肯定された場合、図１０に示すように、不整噴射が発生しやすい条件であるＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕが満たされるとして、ステップＳ１０９に進む。
【0086】
なお、ステップＳ１０７，Ｓ１０８は、第２駆動通電ＤＩ２による立ち上がり期間Ｔｏに基準戻りタイミングｔｂ３が含まれているか否かを判定していることにもなる。このため、この立ち上がり期間Ｔｏに基準戻りタイミングｔｂ３が含まれている場合には、ステップＳ１０９に進むことになる。
【0087】
ステップＳ１０９では、第１駆動通電ＤＩ１と第２駆動通電ＤＩ２との間に中間駆動通電ＤＩ３を追加する。ここでは、コア戻りタイミングｔｂ４が特定期間Ｔｏ１よりも早くなるように、中間駆動通電ＤＩ３のタイミングや通電期間、第３駆動値Ｉｃなどを設定する。すなわち、中間駆動通電ＤＩ３に伴う駆動電流の波形を設定する。なお、この駆動電流の波形を実現できるように、中間駆動信号ＤＳ３について、ＯＮタイミングｔｄ１やＯＦＦタイミングｔｄ２、中間指令期間Ｔｋなども設定する。
【0088】
ステップＳ１１０では、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形及び中間駆動通電ＤＩ３に伴う駆動電流の波形など駆動電流に関する情報を、ｉ番目の燃料噴射に対応させて記憶部１３５ｂに記憶する。
【0089】
ステップＳ１０８にて、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕ以下でないと判定された場合、図８に示すように、不整噴射が発生しにくい条件であるＴｕ＜Ｔｉｎｔが満たされたとして、ステップＳ１１３に進み、中間駆動通電ＤＩ３の追加を禁止する。これにより、電磁吸引力により基準戻り期間Ｔｕがコア戻り期間Ｔｕ１に短縮されて、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上であり且つコア戻り期間Ｔｕ１以下という条件に該当するということが確実に回避される。その後、ステップＳ１１０に進み、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形など、駆動電流に関する情報を記憶部１３５ｂに記憶する。
【0090】
ステップＳ１０７にて、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上でないと判定された場合、図９に示すように、不整噴射が発生しにくい条件であるＴｉｎｔ＜Ｔｕｏが満たされたとして、ステップＳ１１２に進む。ここで、Ｔｉｎｔ＜Ｔｕｏが満たされる場合、上述したように、コア遅れ期間Ｔｚの分だけ第２駆動通電ＤＩ２がコイル７０を流れる時間が短くなり、第２駆動通電ＤＩ２による燃料噴射量が意図せずに減少することが懸念される。そこで、ステップＳ１１２では、第２駆動信号ＤＳ２の駆動指令期間Ｔｊを更新することで、第２駆動通電ＤＩ２の通電期間を補正する。例えば、第２駆動通電ＤＩ２がコイル７０を流れる期間がコア遅れ期間Ｔｚだけ長くなるように、駆動指令期間Ｔｊを設定する。
【0091】
その後、ステップＳ１１３にて、中間駆動通電ＤＩ３の追加を禁止し、ステップＳ１１０にて、ステップＳ１１０では、更新した第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形など、駆動電流に関する情報を記憶部１３５ｂに記憶する。
【0092】
制御ユニット１３５は、噴射設定処理において各ステップの処理を実行する機能を有している。ステップＳ１０９の処理を実行する機能が追加通電部に相当する。
【0093】
ここまで説明した本実施形態によれば、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上であり且つ基準戻り期間Ｔｕ以下である場合に、中間駆動通電ＤＩ３が行われる。この場合、コアブースト中の可動コア４０が電磁吸引力により強制的に加速されるため、可動コア４０が実際に初期位置に戻るコア戻りタイミングｔｂ４を特定タイミングｔｂ５より早めることができる。このように、信号インターバルＴｉｎｔがコア戻り期間Ｔｕ１より長くなることで、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕ以下であるという不整噴射の発生条件を回避することができる。これにより、不整噴射の発生を抑制できる。
【0094】
また、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上であり且つ基準戻り期間Ｔｕ以下であるという不整噴射の発生条件は、第１駆動通電ＤＩ１による基準戻りタイミングｔｂ３が第２駆動通電ＤＩ２での立ち上がり期間Ｔｏに含まれていることでもある。このため、中間駆動通電ＤＩ３を行うことは、コア戻りタイミングｔｂ４を第２駆動通電ＤＩ２での立ち上がり期間Ｔｏより早めることになる。このように、コア戻りタイミングｔｂ４が立ち上がり期間Ｔｏより早いか否かという観点からしても、中間駆動通電ＤＩ３を行うことは不整噴射の発生条件を回避することになる。
【0095】
本実施形態によれば、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕより長い場合には中間駆動通電ＤＩ３が行われない。ここで、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕより長い場合に中間駆動通電ＤＩ３が行われると、基準戻り期間Ｔｕがコア戻り期間Ｔｕ１に短縮されることで、不整噴射の発生条件が満たされることが懸念される。すなわち、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上であり且つコア戻り期間Ｔｕ１以下である、条件に該当することが懸念される。これに対して、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕより長い場合に中間駆動通電ＤＩ３が禁止されることで、電磁吸引力による可動コア４０が加速されることでかえって不整噴射の発生条件に該当するということを確実に回避できる。
【0096】
本実施形態によれば、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏより短い場合には中間駆動通電ＤＩ３が行われない。ここで、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏより短い場合、その短さの度合いに関係なく不整噴射の発生条件には該当せず、この場合に中間駆動通電ＤＩ３が行われても電力を浪費することになってしまう。このため、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏより短い場合に中間駆動通電ＤＩ３が行われないことで、省エネルギ化を実現できる。
【0097】
本実施形態によれば、不整噴射の発生条件が満たされている場合に、コア戻りタイミングｔｂ４が特定期間Ｔｏ１よりも早くなるように中間駆動通電ＤＩ３の内容が設定される。このため、中間駆動通電ＤＩ３が追加されたにもかかわらず信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏより短くならないという事態を回避できる。これにより、不整噴射が発生することをより確実に抑制できる。
【0098】
また、コア戻りタイミングｔｂ４が特定期間Ｔｏ１よりも早くなるということは、コア戻りタイミングｔｂ４が第２駆動通電ＤＩ２に伴う立ち上がり期間Ｔｏよりも早くなるということである。このように、コア戻りタイミングｔｂ４が立ち上がり期間Ｔｏより早いか否かという観点からしても、コア戻りタイミングｔｂ４が立ち上がり期間Ｔｏよりも早くなるように中間駆動通電ＤＩ３を行うことは、不整噴射の発生条件を回避することになる。
【0099】
本実施形態によれば、アンダーシュート中の可動コア４０が最離位置Ｂ２に到達するよりも早いタイミングで中間駆動通電ＤＩ３が開始される。このように、最離タイミングｔｂ２よりも早いタイミングにて電磁吸引力を可動コア４０に加えることで、コア戻り期間Ｔｕ１を信号インターバルＴｉｎｔより短い状態に移行しやすくなる。このため、信号インターバルＴｉｎｔがコア戻り期間Ｔｕ１以下であるという不整条件を回避しやすくなる。本実施形態とは異なり、最離タイミングｔｂ２より遅いタイミングで中間駆動通電ＤＩ３が開始された場合、コアブースト中の可動コア４０を電磁吸引力により加速してもコア戻り期間Ｔｕ１が信号インターバルＴｉｎｔより短くならない可能性が高くなる。
【0100】
本実施形態によれば、可動コア４０のアンダーシュート開始後に中間駆動通電ＤＩ３が開始されるため、ニードル３０が閉弁作動している最中に可動コア４０に電磁吸引力が加えられるということを回避できる。ここで、アンダーシュートの開始タイミングｔｂ１よりも早いタイミングで可動コア４０に電磁吸引力が加えられた場合、ニードル３０の閉弁作動に合わせて初期位置Ｂ１に戻ろうとしている可動コア４０の移動が電磁吸引力により妨げられることが懸念される。この場合、閉弁向き屁の可動コア４０の移動が停止したり可動コア４０の移動速度が低下したりすることで、ニードル３０の閉弁作動が停止したりこの閉弁作動に要する時間が長くなったりしやすくなってしまう。これに対して、本実施形態によれば、ニードル３０の閉弁作動を妨げないタイミングでは中間駆動通電ＤＩ３が行われる。このため、第１駆動通電ＤＩ１によるニードル３０の閉弁作動を適正に実行させつつ、第２駆動通電ＤＩ２による燃料の不整噴射の発生を抑制できる。
【0101】
（第２実施形態）上記第１実施形態では、中間駆動通電ＤＩ３を追加することで不整噴射の発生条件を回避する構成としたが、第２実施形態では、第２駆動通電ＤＩ２による電磁吸引力の立ち上がり期間Ｔｏを短縮することで不整噴射の発生条件を回避する構成とする。
【0102】
制御ユニット１３５は、立ち上がり期間Ｔｏを短縮しない通常通電ＤＩａと、立ち上がり期間Ｔｏを短縮する短縮通電ＤＩｂとを選択することが可能になっている。図１３に示すように、第２駆動通電ＤＩ２の開始に伴って増加する駆動電流の増加度合いを電流勾配と称すると、短縮通電ＤＩｂについての電流勾配である短縮勾配Ｓｂは、通常通電ＤＩａについての電流勾配である通常勾配Ｓａより大きくなっている。
【0103】
電流勾配は、駆動電流が最大値に到達するまでに要する所要期間Δｔｐに対する、駆動電流が最大値に到達するまでの変化量ΔＩｐの比である。図１３では、変化量ΔＩｐが通常通電ＤＩａと短縮通電ＤＩｂとで同じであり、所要期間Δｔｐが、短縮通電ＤＩｂの方が通常通電ＤＩａよりも短くなっている。具体的には、通常通電ＤＩａの所要期間Δｔｐを通常所要期間Δｔｐ１と称し、短縮通電ＤＩｂの所要期間Δｔｐを短縮所要期間Δｔｐ２と称すると、短縮所要期間Δｔｐ２は通常所要期間Δｔｐ１より短くなっている。この場合、ΔＩｐ／Δｔｐ２＞ΔＩｐ／Δｔｐ１という関係が成り立っている。なお、通常通電ＤＩａ及び短縮通電ＤＩｂのいずれについても、駆動電流の最大値が第１駆動値Ｉａであり、変化量ΔＩｐは、第１駆動値Ｉａと同じ値になっている。
【0104】
図１３に示すように、通常通電ＤＩａにおいては、電磁吸引力が通常立ち上がりタイミングｔｃ１にて可動値Ｐｃに到達しており、その到達に要する期間を通常立ち上がり期間Ｔｏａと称する。その一方で、短縮通電ＤＩｂにおいては、電磁吸引力が通常立ち上がりタイミングｔｃ１よりも早い短縮立ち上がりタイミングｔｃ２にて可動値Ｐｃに到達しており、その到達に要する期間を短縮立ち上がり期間Ｔｏｂと称する。この場合、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂは、通常立ち上がり期間Ｔｏａより短くなっている。
【0105】
なお、図１３においては、通常通電ＤＩａに伴う駆動電流が第１駆動値Ｉａに到達するタイミングがたまたま通常立ち上がりタイミングｔｃ１に一致しているだけであり、これらタイミングは異なっていてもよい。同様に、短縮通電ＤＩｂに伴う駆動電流が第１駆動値Ｉａに到達するタイミングがたまたま短縮立ち上がりタイミングｔｃ２に一致しているだけであり、これらタイミングは異なっていてもよい。
【0106】
インジェクタ１００においては、コイル７０に対する印加電圧が高いほど立ち上がり期間Ｔｏが短くなるようになっている。制御ユニット１３５は、コイル７０への印加電圧を選択することで、通常通電ＤＩａと短縮通電ＤＩｂとを選択する。コイル７０への印加電圧に関する情報は駆動信号に含まれている。
【0107】
第２駆動通電ＤＩ２について、アンダーシュート中の可動コア４０が初期位置Ｂ１に戻ると予想される基準戻りタイミングｔｂ３が、通常立ち上がり期間Ｔｏａに含まれる一方で、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂに含まれない場合を想定する。この場合、通常通電ＤＩａについては、通常立ち上がり期間Ｔｏａが基準戻りタイミングｔｂ３を含むことに起因して、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件に該当する。その一方で、短縮通電ＤＩｂについては、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂが基準戻りタイミングｔｂ３を含まないことに起因して、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件には該当しない。このため、第２駆動通電ＤＩ２として、通常通電ＤＩａではなく短縮通電ＤＩｂが選択されることで立ち上がり期間Ｔｏが短縮されると、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件を回避することが可能になる。
【0108】
制御ユニット１３５は、基本的に上記第１実施形態と同様の噴射設定処理を実行する。ただし、本実施形態では、上記第１実施形態のステップＳ１０９，Ｓ１１３に代えてステップＳ２０１，Ｓ２０２を実行する。
【0109】
図１４に示すフローチャートでは、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の判定処理にて、不整噴射の発生条件であるＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕに該当すると判定された場合、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、短縮通電ＤＩｂを第２駆動通電ＤＩ２として選択することで、短縮勾配Ｓｂを設定する。すなわち、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形を設定する。この場合、通常勾配Ｓａではなく短縮勾配Ｓｂを設定することで、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂに基準戻りタイミングｔｂ３が含まれる可能性を低減できる。なお、ステップＳ２０１の処理を実行する機能が変更通電部に相当する。
【0110】
ステップＳ２０１の後、ステップＳ１１０に進み、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形に関する情報として、短縮通電ＤＩｂに伴う駆動電流の短縮勾配Ｓｂなどを、ｉ番目の燃料噴射に対応させて記憶部１３５ｂに記憶させる。
【0111】
不整噴射の発生条件であるＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕに該当しない場合、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、通常通電ＤＩａを第２駆動通電ＤＩ２として選択することで、通常勾配Ｓａを設定する。ここで、通常通電ＤＩａが選択された場合と短縮通電ＤＩｂが選択された場合とを比較すると、短縮通電ＤＩｂが選択された場合の方が、コイル７０への印加電圧を大きくすることなどに起因して電力消費量が増加しやすい。このため、不整噴射の発生条件に該当しない場合に通常通電ＤＩａを選択することで、省エネルギ化を実現できる。
【0112】
ステップＳ２０２の後もステップＳ１１０に進み、今度は、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形に関する情報として、通常通電ＤＩａに伴う駆動電流の通常勾配Ｓａなどを、ｉ番目の燃料噴射に対応させて記憶部１３５ｂに記憶させる。
【0113】
本実施形態によれば、短縮通電ＤＩｂが第２駆動通電ＤＩ２として選択された場合の短縮立ち上がり期間Ｔｏｂが通常立ち上がり期間Ｔｏａに比べて短くなる。すなわち、第２駆動通電ＤＩ２による電流勾配が、第１駆動通電ＤＩ１による電流勾配より大きくなる。このため、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂに基準戻りタイミングｔｂ３が含まれる確率を低減することができる。また、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂが選択されて立ち上がり期間Ｔｏの短縮化が図られると許容期間Ｔｕｏが長くなるため、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏ以上であるという不整噴射の発生条件を回避しやすくなる。しかも、不整噴射の発生条件に該当しない場合には、通常通電ＤＩａが第２駆動通電ＤＩ２として選択されるため、省エネルギ化を図ることができる。
【0114】
また、短縮勾配Ｓｂが通常勾配Ｓａより大きいため、短縮通電ＤＩｂにより発生する電磁吸引力の増加率が、通常通電ＤＩａにより発生する電磁吸引力の増加率より大きくなる。この場合、仮に、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂに基準戻りタイミングｔｂ３が含まれていないとしても、基準戻りタイミングｔｂ３の前後で急峻に増加した電磁吸引力が、第１スプリング８０の付勢力に抗して可動コア４０を開弁向きに移動させることが可能になる。このため、コアブースト中の可動コア４０が開弁向きに初期位置Ｂ１を通過した後に、第１スプリング８０の付勢力により再び閉弁向きに移動して初期位置Ｂ１に戻る、という可動コア４０の不整移動が発生しにくくなる。すなわち、燃料の不整噴射を抑制できる。
【0115】
なお、短縮勾配Ｓｂが通常勾配Ｓａより大きい構成としては、図１５に示すように、所要期間Δｔｐが通常通電ＤＩａと短縮通電ＤＩｂとで同じであり、変化量ΔＩｐが、短縮通電ＤＩｂの方が通常通電ＤＩａよりも大きい、という構成が挙げられる。この構成については、通常通電ＤＩａの変化量ΔＩｐを通常変化量ΔＩｐ１と称し、短縮通電ＤＩｂの変化量ΔＩｐを短縮変化量ΔＩｐ２と称すると、短縮変化量ΔＩｐ２が通常変化量ΔＩｐ１より大きくなっている。この場合でも、ΔＩｐ／Δｔｐ２＞ΔＩｐ／Δｔｐ１という関係が成り立ち、短縮立ち上がり期間Ｔｏｂが通常立ち上がり期間Ｔｏａより短くなっている。このため、短縮通電ＤＩｂが第２駆動通電ＤＩ２として選択されることで、不整噴射の発生条件を回避することが可能になる。図１５においては、通常通電ＤＩａの第１駆動値が通常変化量ΔＩｐ１であり、短縮通電ＤＩｂの第１駆動値が短縮変化量ΔＩｐ２になっている。
【0116】
また、短縮勾配Ｓｂが通常勾配Ｓａより大いという条件さえ満たされれば、所要期間Δｔｐや変化量ΔＩｐが通常通電ＤＩａと短縮通電ＤＩｂとで異なっていてもよい。
【0117】
（第３実施形態）上記第１実施形態では、中間駆動通電ＤＩ３を追加することで不整噴射の発生条件を回避する構成としたが、第３実施形態では、中間駆動通電ＤＩ３ではなくプレ駆動通電を追加することで不整噴射の発生条件の回避を図る構成とする。図１６に示すように、第２駆動通電ＤＩ２を開始するよりも前のプレタイミングｔｅ１でプレ駆動通電ＤＩ４を開始し、プレ駆動通電ＤＩ４から通電を遮断させることなく第２駆動通電ＤＩ２が連続的に開始される。この場合、プレ駆動通電ＤＩ４と第２駆動通電ＤＩ２とは、第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２にて切り替わることになる。
【0118】
プレ駆動通電ＤＩ４に伴う駆動電流は、ゼロから徐々に増加し、第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２にて最大値に到達する。この最大値を第４駆動値Ｉｄと称すると、この第４駆動値Ｉｄは、第２駆動値Ｉｂよりも小さい値である。なお、プレ駆動通電ＤＩ４がプレ通電に相当し、このプレ駆動通電ＤＩ４をプレチャージと称することもできる。
【0119】
プレ駆動通電ＤＩ４が行われた場合、第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２で駆動電流が既に第４駆動値Ｉｄまで達していることに起因して、プレ駆動通電ＤＩ４が行われなかった場合に比べて早いタイミングで駆動電流が第１駆動値Ｉａに到達する。上記第２実施形態と同様に、電流勾配、変化量ΔＩｐ及び所要期間Δｔｐを用いると、プレ駆動通電ＤＩ４が行われなかった場合のプレ無し勾配Ｓｃは、変化量ΔＩｐに対するプレ無し所要期間Δｔｐ３の比である。同様に、プレ駆動通電ＤＩ４が行われた場合のプレ有り勾配Ｓｄは、変化量ΔＩｐに対するプレ有り所要期間Δｔｐ４の比であり、プレ無し勾配Ｓｃに比べて大きくなっている。すなわち、プレ有り所要期間Δｔｐ４はプレ無し所要期間Δｔｐ３に比べて短くなっている。
【0120】
プレ駆動通電ＤＩ４が無い場合については、タイミングｔｃ３にて電磁吸引力が可動値Ｐｃに到達し、プレ駆動通電ＤＩ４が有る場合については、タイミングｔｃ３よりも早いタイミングｔｃ４にて電磁吸引力が可動値Ｐｃに到達する。このため、プレ駆動通電ＤＩ４が有る場合に電磁吸引力が可動値Ｐｃに達するのに要するプレ立ち上がり期間Ｔｏ２は、プレ駆動通電ＤＩ４が無い場合の立ち上がり期間Ｔｏに比べて短くなる。プレ駆動通電ＤＩ４が有る場合については、第２駆動信号ＤＳ２がＯＮされた直後の駆動電流及び電磁吸引力の両方の増加率が特に大きく、その後、各増加率が若干小さくなる。
【0121】
基準立ち上がり期間Ｔｏが基準戻りタイミングｔｂ３を含むことに起因して、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件に該当する場合、図１７に示すように、プレ駆動通電ＤＩ４を行うためのプレ駆動信号ＤＳ４がＯＮされる。プレ駆動信号ＤＳ４は、特定タイミングｔｂ５と第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２の間の期間でＯＮされ、ＯＦＦされずにそのまま第２駆動信号ＤＳ２に引き継がれる状態になっている。プレ駆動信号ＤＳ４には、プレ駆動通電ＤＩ４に伴う駆動電流の最大値等に関する情報が含まれている。
【0122】
本実施形態では、図１７に示すように、不整噴射の発生条件であるＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕに該当する場合に、プレ駆動通電ＤＩ４が行われることで第２駆動通電ＤＩ２の立ち上がり期間Ｔｏがプレ立ち上がり期間Ｔｏ２に短縮される。この場合、上述したように電磁吸引力の増加率が大きくなるため、コア戻りタイミングｔｂ４がプレ立ち上がり期間Ｔｏ２に含まれていたとしても、コア戻りタイミングｔｂ４の前後で急峻に増加した電磁吸引力により可動コア４０の不整移動が生じにくくなる。このため、コアブースト中の可動コア４０が、電磁吸引力により加速されて初期位置Ｂ１を通過した後、この電磁吸引力が第１スプリング８０に抗することで、可動コア４０は初期位置Ｂ１に戻ることなく開弁向きへの移動を継続する。
【0123】
制御ユニット１３５は、基本的に上記第１実施形態と同様の噴射設定処理を実行する。ただし、本実施形態では、上記第１実施形態のステップＳ１０９，Ｓ１１３に代えてステップＳ３０１，Ｓ３０２を実行する。
【0124】
図１８に示すフローチャートでは、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の判定処理にて、不整噴射の発生条件であるＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕに該当すると判定された場合、ステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１では、第２駆動通電ＤＩ２の前にプレ駆動通電ＤＩ４を追加する。ここでは、第２駆動信号ＤＳ２のＯＮタイミングｔａ２よりも早いタイミングで電磁吸引力が発生しないように、プレ駆動通電ＤＩ４のプレタイミングや第４駆動値Ｉｄなどを設定する。すなわち、プレ駆動通電ＤＩ４に伴う駆動電流の波形を設定する。なお、ステップＳ３０１の処理を実行する機能がプレ通電部に相当する。
【0125】
ステップＳ３０１の後、ステップＳ１１０に進み、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形に関する情報としてプレ有り勾配Ｓｄなどを、ｉ番目の燃料噴射に対応させて記憶部１３５ｂに記憶させる。
【0126】
不整噴射の発生条件であるＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕに該当しない場合、ステップＳ３０２に進み、プレ駆動通電ＤＩ４の設定を禁止する。ここで、プレ駆動通電ＤＩ４を追加する場合は、プレ駆動通電ＤＩ４を追加しない場合に比べて、消費する電力が多くなる。このため、プレ駆動通電ＤＩ４の設定を禁止することで、省エネルギ化を実現できる。
【0127】
ステップＳ３０２の後もステップＳ１１０に進み、第２駆動通電ＤＩ２に伴う駆動電流の波形に関する情報としてプレ無し勾配Ｓｃなどを、ｉ番目の燃料噴射に対応させて記憶部１３５ｂに記憶させる。
【0128】
本実施形態によれば、プレ駆動通電ＤＩ４が第２駆動通電ＤＩ２の前に追加された場合、第２駆動通電ＤＩ２による電磁吸引力の増加率が高くなるため、可動コア４０の不整移動が生じにくくなる。また、この場合、プレ駆動通電ＤＩ４が追加されることで立ち上がり期間Ｔｏがプレ立ち上がり期間Ｔｏ２に短縮されるため、プレ立ち上がり期間Ｔｏ２にコア戻りタイミングｔｂ４が含まれる確率を低減できる。これらのことにより、燃料の不整噴射を抑制することができる。
【0129】
（他の実施形態）以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【0130】
変形例１として、基準戻り期間Ｔｕ及び許容期間Ｔｕｏは、第１駆動信号ＤＳ１のＯＦＦタイミングｔａ１から開始されなくてもよい。例えば、これら基準戻り期間Ｔｕ及び許容期間Ｔｕｏが、アンダーシュートの開始タイミングｔｂ１や、第１駆動信号ＤＳ１に伴う駆動電流がゼロになったタイミングなどから開始される構成とする。要は、これら基準戻り期間Ｔｕ及び許容期間Ｔｕｏは、特定タイミングｔｂ５よりも早いタイミングにおいて、開始されるタイミングが一致していればよい。
【0131】
変形例２として、電磁吸引力の立ち上がり期間Ｔｏは、第１駆動通電ＤＩ１と第２駆動通電ＤＩ２とで異なっていてもよい。この場合でも、第２駆動通電ＤＩ２による電磁吸引力の立ち上がり期間Ｔｏに基準戻りタイミングｔｂ３やコア戻りタイミングｔｂ４が含まれていることで、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件に該当することになる。
【0132】
変形例３として、上記各実施形態では、アンダーシュート中の可動コア４０が初期位置Ｂ１に向けてコアブーストする構成が、第２スプリング９０が伸びる際の復元力により実現されていたが、第２スプリング９０が縮む際の復元力により実現されていてもよい。また、第２スプリング９０は設けられていなくてもよい。この場合でも、例えば、可動コア４０がハウジング２０の段差面２１１等に当たって跳ね返ることで、初期位置Ｂ１に向けてコアブーストする構成を実現できる。
【0133】
変形例４として、上記第１実施形態では、中間駆動通電ＤＩ３による第３駆動値Ｉｃが第１駆動値Ｉａより小さく第２駆動値Ｉｂより大きい値に設定されていたが、第３駆動値Ｉｃは、第１駆動値Ｉａより大きくてもよく、第２駆動値Ｉｂより小さくてもよい。要は、第３駆動値Ｉｃが、中間駆動通電ＤＩ３の追加によりＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件を回避できる値であればよい。
【0134】
変形例５として、上記第１実施形態では、中間駆動通電ＤＩ３による電磁吸引力の最大値が可動値Ｐｃより小さい値であったが、可動値Ｐｃより大きい値であってもよい。この場合でも、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件を回避できるように、中間駆動通電ＤＩ３による電磁吸引力の最大値が設定されればよい。
【0135】
変形例６として、上記第１実施形態では、中間駆動通電ＤＩ３の中間指令期間Ｔｋが最離タイミングｔｂ２より早いタイミングで終了していたが、中間指令期間Ｔｋは、最離タイミングｔｂ２より後に配置されていてもよい。この場合でも、中間駆動通電ＤＩ３の追加によりＴｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件を回避できるように、中間指令期間Ｔｋのタイミングや長さが設定されればよい。
【0136】
変形例７として、上記第１実施形態では、不整噴射の発生条件に該当しない場合でも中間駆動通電ＤＩ３が追加されてもよい。例えば、信号インターバルＴｉｎｔが基準戻り期間Ｔｕより長い場合や、信号インターバルＴｉｎｔが許容期間Ｔｕｏより短い場合に、中間駆動通電ＤＩ３が第１駆動通電ＤＩ１と第２駆動通電ＤＩ２との間に追加される構成とする。
【0137】
変形例８として、上記第２実施形態において、Ｔｕｏ≦Ｔｉｎｔ≦Ｔｕという不整噴射の発生条件に該当する場合に、第２駆動通電ＤＩ２による電流勾配が第１駆動通電ＤＩ１による電流勾配より大きくなっていればよい。例えば、今回の駆動通電による電流勾配が、前回の駆動通電による電流勾配より大きくされた後、次回の駆動通電による電流勾配は、今回の駆動通電による電流勾配より大きくされる構成とする。この構成では、燃料噴射のための駆動通電が繰り返し行われることで、電流勾配が段階的に大きくされるため、燃料噴射のための駆動通電の回数が増えるほど不整噴射の発生をより確実に抑制できる。
【0138】
変形例９として、上記第３実施形態では、プレ駆動通電ＤＩ４による第４駆動値Ｉｄが第２駆動値Ｉｂより小さい値に設定されていたが、第４駆動値Ｉｄは、第２駆動値Ｉｂより大きくてもよい。また、第４駆動値Ｉｄは、第１駆動値Ｉａや第３駆動値Ｉｃより大きくてもよい。ただし、第４駆動値Ｉｄは、第２駆動信号ＤＳ２の開始タイミングｔｂ１よりも早いタイミングで電磁吸引力が大きくなり過ぎないように適当な大きさに設定されることが好ましい。
【0139】
変形例１０として、上記第３実施形態では、プレ駆動通電ＤＩ４が開始されるプレタイミングｔｅ１が、特定タイミングｔｂ５より早いタイミングでもよい。この場合でも、第４駆動値Ｉｄが適正な値に設定されることなどにより、第２駆動信号ＤＳ２の開始タイミングｔｂ１よりも早いタイミングで電磁吸引力が大きくなり過ぎないように適当な大きさに設定されることが好ましい。
【0140】
変形例１１として、上記各実施形態では、制御ユニット１３５が噴射設定処理を行っていたが、ＥＣＵ１２５が噴射設定処理を行ってもよい。この場合、ＥＣＵ１２５が燃料噴射制御装置に相当する。また、噴射設定処理を実行する機能の一部が制御ユニット１３５に含まれ、残りの機能がＥＣＵ１２５に含まれていてもよい。この場合、制御ユニット１３５及びＥＣＵ１２５が複数の演算装置として協働で燃料噴射制御装置としての機能を発揮することになる。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリやハードディスク等の非遷移的実体的記憶媒体に各種プログラムが記憶されていてもよい。
【0141】
変形例１２として、ＥＣＵ１２５や制御ユニット１３５は、少なくとも１つの集積回路や受動素子を有する専用の電気回路を含んで構成されていてもよい。例えば、制御ユニット１３５が専用の電気回路部を複数有している構成では、例えばステップＳ１０９の処理を実行する機能である追加通電部が、少なくとも１つの専用の電気回路部により構成されている。
【符号の説明】
【0142】
１１…噴孔、３０…弁体としてのニードル、４０…可動コア、６０…固定コア、７０…コイル、８０…弁体付勢部としての第１スプリング、１００…燃料噴射弁、１３５…燃料噴射制御装置としての制御ユニット、Ｂ１…初期位置、ＤＩ１…第１通電としての第１駆動通電、ＤＩ２…第２通電としての第２駆動通電、ＤＩ３…追加通電としての中間駆動通電、ＤＩ４…プレ通電としてのプレ駆動通電、Ｔｉｎｔ…噴射インターバルとしての信号インターバル、Ｔｏ…立ち上がり期間、Ｔｏ１…特定期間、Ｔｕ…基準戻り期間、Ｔｕ１…追加戻り期間としてのコア戻り期間、Ｔｕｏ…許容期間、ｔｂ１…開始タイミング、ｔｂ２…最離タイミング、ｔｂ３…基準戻りタイミング、ｒｂ４…追加戻りタイミングとしてのコア戻りタイミング。