特許 7472824 燃料噴射制御装置

(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】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】燃料噴射制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/00 20060101AFI20240416BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20240416BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 41/20 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 41/22 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240416BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

F02M51/00 A

F02M61/16 W

F02M51/06 M

F02D41/20

F02D41/22

F02D45/00 345

F16K31/06 310A

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021030871

(22)【出願日】2021-02-26

(65)【公開番号】P2022131759

(43)【公開日】2022-09-07

【審査請求日】2023-06-14

(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】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 雅司

(72)【発明者】

【氏名】藤野 友基

【審査官】竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０７４０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３２７３０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０５５５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９１３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９３７８２８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３９／００－７１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／２０

Ｆ０２Ｄ ４１／２２

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料噴射弁（２）のコイル（２ａ）への通電を制御する燃料噴射制御装置（１）であって、
前記コイルに通電して前記燃料噴射弁を駆動させる駆動期間において通電経路に設けられた少なくとも１つの上流側スイッチ（Ｔ１１，Ｔ１２）のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えることで定電流制御を行い、前記燃料噴射弁の開弁を制御する通電制御部（３３）と、
前記コイルに流れるコイル電流を検出する電流検出部（Ｒ１０）と、
前記定電流制御を行う定電流制御期間における前記コイル電流の少なくとも１つの周波数スペクトルの変化に基づいて、前記燃料噴射弁の開弁タイミングを検出する開弁検出部（３５）と、
前記開弁検出部による検出結果に基づいて、前記燃料噴射弁による開弁を補正する開弁補正部（５７）と
を備える燃料噴射制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記周波数スペクトルは、前記コイル電流の値であるコイル電流値に関連する電流関連パラメータを予め設定された第１所定時間毎に演算することにより作成され、
前記開弁検出部は、前記周波数スペクトルの時系列データに基づいて、前記開弁タイミングを検出する燃料噴射制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記演算はＦＦＴ演算である燃料噴射制御装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記電流関連パラメータは、前記コイル電流値を予め設定された第２所定時間毎に微分した時間微分値である燃料噴射制御装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記少なくとも１つの周波数スペクトルは、複数の周波数スペクトルであり、
前記開弁検出部は、前記定電流制御期間において前記複数の周波数スペクトルの変化が予め設定された開弁検出条件を満たした場合に、前記開弁タイミングを検出する燃料噴射制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記複数の周波数スペクトルは、前記定電流制御において前記少なくとも１つの上流側スイッチのオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えるスイッチング周波数の付近の第１周波数における前記周波数スペクトルである第１周波数スペクトルと、前記第１周波数の逓倍の周波数の付近の第２周波数における前記周波数スペクトルである第２周波数スペクトルとを含み、
前記開弁検出部は、前記定電流制御期間において前記第１周波数スペクトルおよび前記第２周波数スペクトルの変化が前記開弁検出条件を満たした場合に、前記開弁タイミングを検出する燃料噴射制御装置。

【請求項7】

請求項１～請求項６の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁検出部が前記開弁タイミングの検出を開始する場合に、前記定電流制御において前記少なくとも１つの上流側スイッチのオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えるスイッチング周波数を、前記開弁タイミングを検出するとき以外の前記スイッチング周波数である通常スイッチング周波数から、前記開弁タイミングを検出するときの前記スイッチング周波数である開弁検出スイッチング周波数に切り替えるように構成された周波数切替部（Ｓ１２０）を備える燃料噴射制御装置。

【請求項8】

請求項７に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁検出部が前記開弁タイミングを検出することができなかった場合に、前記開弁検出スイッチング周波数を補正するように構成されたスイッチング補正部（Ｓ２３０）を備える燃料噴射制御装置。

【請求項9】

請求項１～請求項８の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
少なくとも前記開弁検出部を含む制御ＩＣ（２７）と、
少なくとも前記開弁補正部を含むマイクロコンピュータ（２５）とを備え、
前記制御ＩＣは、前記開弁検出部による検出結果を示す開弁検出情報を前記マイクロコンピュータへ出力する燃料噴射制御装置。

【請求項10】

請求項１～請求項８の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
少なくとも前記開弁検出部および前記開弁補正部を含むマイクロコンピュータを備える燃料噴射制御装置。

【請求項11】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁補正部は、前記燃料噴射弁の燃料噴射開始タイミングを指令する噴射指令信号の出力タイミングを変更することによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項12】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁補正部は、前記燃料噴射弁の燃料噴射開始タイミングを指令する噴射指令信号の長さを変更することによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項13】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁補正部は、ピーク電流の値を変更することによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項14】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁補正部は、前記定電流制御における定電流の実効値を変更することによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項15】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記定電流制御は、前記定電流制御における定電流として第１定電流を前記コイルに流す第１定電流制御と、前記第１定電流より電流値が小さい第２定電流を前記定電流として前記コイルに流す第２定電流制御とを含み、
前記開弁補正部は、前記燃料噴射弁の燃料噴射開始タイミングを指令する噴射指令信号の長さに対して、前記第１定電流制御を行う第１定電流制御期間が占める割合と、前記第２定電流制御を行う第２定電流制御期間が占める割合とを変更することによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項16】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁補正部は、前記通電制御部による制御において、前記定電流制御を行う前記定電流制御期間を追加したり削除したりすることによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項17】

請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記コイルへの通電するための通電用電圧は、車載バッテリのバッテリ電圧を昇圧することによって得られる昇圧電圧を含み、
前記開弁補正部は、前記昇圧電圧を変更することによって、前記開弁を補正する燃料噴射制御装置。

【請求項18】

請求項１～請求項１７の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置であって、
前記開弁検出部による検出結果に基づいて、前記燃料噴射弁に異常が発生したか否かを判断するように構成された異常判断部（Ｓ１８０）と、
前記燃料噴射弁に異常が発生したと前記異常判断部が判断した場合に、その旨を通知するように構成された異常通知部（Ｓ１９０）と
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】

本開示は、燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、燃料噴射弁に流れる電流の時間変化を示す電流波形の変曲点を検出することにより開弁タイミングを特定する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－５５５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者の詳細な検討の結果、車載バッテリのバッテリ電圧を昇圧した昇圧電圧を用いて燃料噴射弁に大電流を流すことによって燃料噴射弁を制御する場合には、電流波形の変曲点を用いて開弁タイミングを特定することができないという課題が見出された。

【0005】

本開示は、大電流を流して燃料噴射弁を制御する場合において開弁タイミングを特定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、燃料噴射弁（２）のコイル（２ａ）への通電を制御する燃料噴射制御装置（１）であって、通電制御部（３３）と、電流検出部（Ｒ１０）と、開弁検出部（３５）と、開弁補正部（５７）とを備える。

【0007】

通電制御部は、コイルに通電して燃料噴射弁を駆動させる駆動期間において通電経路に設けられた少なくとも１つの上流側スイッチ（Ｔ１１，Ｔ１２）のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えることで定電流制御を行い、燃料噴射弁の開弁を制御する。

【0008】

電流検出部は、コイルに流れるコイル電流を検出する。
開弁検出部（３５）は、定電流制御を行う定電流制御期間におけるコイル電流の少なくとも１つの周波数スペクトルの変化に基づいて、燃料噴射弁の開弁タイミングを検出する。

【0009】

開弁補正部は、開弁検出部（３５）による検出結果に基づいて、燃料噴射弁による開弁を補正する。
このように構成された本開示の燃料噴射制御装置は、車載バッテリのバッテリ電圧を昇圧した昇圧電圧を用いて定電流制御を行うことよって燃料噴射弁を開弁させる場合において、定電流制御期間中に発生する燃料噴射弁の開弁タイミングを検出することができる。このため、本開示の燃料噴射制御装置は、大電流を流して燃料噴射弁を制御する場合において開弁タイミングを特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】燃料噴射制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】コイル電流の制御方法を説明するタイミングチャートである。

【図3】開弁タイミング検出方法を説明するタイミングチャートである。

【図4】第１実施形態の開弁時間差検出処理を示すフローチャートである。

【図5】補正処理を示すフローチャートである。

【図6】スイッチング周波数を変更する方法を示す図である。

【図7】ピーク電流値が増加することにより開弁タイミングが早くなることを示す図である。

【図8】ピック電流値が増加することにより開弁タイミングが早くなることを示す図である。

【図9】ピック電流を流す期間を延長することにより開弁タイミングが早くなることを示す図である。

【図10】電流制御期間の追加および削除を示す図である。

【図11】昇圧電圧の低下により開弁タイミングが早くなることを示す図である。

【図12】インジェクタの異常を説明する図である。

【図13】開弁検出スイッチング周波数を補正する方法を示す図である。

【図14】第２実施形態の開弁時間差検出処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［第１実施形態］
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の燃料噴射制御装置１（以下、ＥＣＵ１）は、図１に示すように、車両に搭載された複数気筒エンジンの各気筒に燃料を噴射供給する複数の燃料噴射弁２（以下、インジェクタ２）を駆動する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。

【0012】

ＥＣＵ１は、各インジェクタ２のコイル２ａへの通電開始タイミングおよび通電時間を制御することにより、各気筒への燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量を制御する。
ＥＣＵ１は、インジェクタ２のコイル２ａの上流側端部が接続される上流側端子５と、コイル２ａの下流側端部が接続される下流側端子７とを備える。

【0013】

ＥＣＵ１は、トランジスタＴ１０と、電流検出用抵抗Ｒ１０とを備える。トランジスタＴ１０は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが下流側端子７に接続され、ソースが電流検出用抵抗Ｒ１０の一端に接続される。電流検出用抵抗Ｒ１０は、一端がトランジスタＴ１０のソースに接続され、他端がグランドラインに接続される。

【0014】

インジェクタ２のコイル２ａが通電すると、図示しない弁体（いわゆる、ノズルニードル）が開弁位置に移動し（つまり、開弁し）、インジェクタ２から燃料が噴射される。また、コイル２ａへの通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り（つまり、閉弁し）、燃料噴射が停止される。

【0015】

なお、図１では、複数のインジェクタ２のうち、１つのインジェクタ２のみを示している。以下では、その１つのインジェクタ２の駆動に関して説明する。実際には、上流側端子５は、複数のインジェクタ２について共通の端子となっている。また、下流側端子７およびトランジスタＴ１０は、各インジェクタ２について（すなわち、各気筒について）それぞれ備えられている。トランジスタＴ１０は、駆動対象のインジェクタ２（すなわち、噴射対象の気筒）を選択するためのスイッチであり、気筒選択スイッチとも呼ばれる。

【0016】

ＥＣＵ１は、トランジスタＴ１１と、逆流防止用のダイオードＤ１１と、電流還流用のダイオードＤ１２と、コイル２ａに放電するエネルギーが蓄積されるコンデンサＣ０と、車載バッテリのバッテリ電圧ＶＢを昇圧してコンデンサＣ０を充電するＤＣＤＣコンバータ２１とを備える。

【0017】

トランジスタＴ１１は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが、車載バッテリのバッテリ電圧ＶＢが供給される電源ライン９に接続され、ソースが、ダイオードＤ１１のアノードに接続される。なお、トランジスタＴ１１にＰチャネルＭＯＳＦＥＴを適用してもよい。

【0018】

ダイオードＤ１１のカソードは上流側端子５に接続される。ダイオードＤ１２は、カソードが上流側端子５に接続され、アノードがグランドラインに接続される。
ＤＣＤＣコンバータ２１は、昇圧用のコイルＬ０と、トランジスタＴ０と、電流検出用の抵抗Ｒ０と、逆流防止用のダイオードＤ０とを備える。

【0019】

コイルＬ０は、一端が電源ライン９に接続され、他端がダイオードＤ０のアノードとトランジスタＴ０のドレインとに接続される。トランジスタＴ０のソースは、抵抗Ｒ０を介してグランドラインに接続される。コンデンサＣ０は、一端がダイオードＤ０のカソードに接続され、他端がグランドラインに接続される。

【0020】

ＤＣＤＣコンバータ２１は、トランジスタＴ０のオン状態とオフ状態との切り替えを繰り返すことによって、コイルＬ０とトランジスタＴ０との接続点に、バッテリ電圧ＶＢよりも高いフライバック電圧を発生させる。このフライバック電圧によってコンデンサＣ０が充電される。このため、コンデンサＣ０はバッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧で充電される。

【0021】

ＥＣＵ１は、トランジスタＴ１２と、エネルギー回収用のダイオードＤ１３とを備える。トランジスタＴ１２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ドレインがコンデンサＣ０の正極に接続され、ソースが上流側端子５に接続される。なお、トランジスタＴ１２にＰチャネルＭＯＳＦＥＴを適用してもよい。

【0022】

ダイオードＤ１３は、アノードが下流側端子７に接続され、カソードがコンデンサＣ０の正極に接続される。
ＥＣＵ１は、マイクロコンピュータ２５（以下、マイコン２５）と、制御ＩＣ２７とを備える。ＩＣは、Integrated Circuitの略である。

【0023】

マイコン２５は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５５等を備える。マイコン２５の各種機能は、ＣＰＵ５１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭ５３が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵ５１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

【0024】

ＣＰＵ５１は、後述する補正処理を実行することにより開弁補正部５７として機能する。
マイコン２５には、エンジン回転数ＮＥを示す信号、アクセル開度ＡＣＣを示す信号、および、エンジンの冷却水温ＴＨＷを示す信号などが入力される。そしてマイコン２５は、入力される各種信号により特定されるエンジン運転状態に基づいて、気筒毎に噴射指令信号を生成して制御ＩＣ２７へ出力する。

【0025】

噴射指令信号は、その信号のレベルがアクティブレベル（本実施形態では例えばハイ）の間だけインジェクタ２を駆動する（つまり、インジェクタ２のコイル２ａに通電する）ための信号である。このため、マイコン２５は、エンジン運転状態に基づいて、気筒毎に、インジェクタ２の駆動期間（すなわち、コイル２ａへの通電期間）を設定し、その駆動期間だけ、該当する気筒の噴射指令信号をハイに設定する。

【0026】

また、電流検出用抵抗Ｒ１０の両端に生じる電圧を不図示の増幅回路で増幅した信号が、インジェクタ２のコイル２ａに流す電流（以下、コイル電流）の値を示す電流モニタ信号Ｖｉとして制御ＩＣ２７に入力される。

【0027】

制御ＩＣ２７は、充電制御部３１と、通電制御部３３と、開弁タイミング検出部３５とを備える。
充電制御部３１は、トランジスタＴ０を制御することにより、ＤＣＤＣコンバータ２１による充電を制御する。

【0028】

通電制御部３３は、トランジスタＴ１０，Ｔ１１，Ｔ１２を制御することにより、コイル電流を制御する。
次に、通電制御部３３の動作について説明する。

【0029】

図２に示すように、通電制御部３３は、噴射対象気筒の噴射指令信号がハイになると、その噴射指令信号がハイになっている間、噴射対象気筒のインジェクタ２に対応するトランジスタＴ１０をオン状態にする。

【0030】

また通電制御部３３は、噴射指令信号がハイになると、トランジスタＴ１２をオン状態にする。これにより、コンデンサＣ０の正極が上流側端子５に接続されて、コンデンサＣ０からコイル２ａに放電される。この放電により、コイル２ａへの通電が開始される。

【0031】

通電制御部３３は、コイル電流の値（以下、コイル電流値）を上記の電流モニタ信号Ｖｉに基づいて検出する。そして通電制御部３３は、トランジスタＴ１２をオン状態にした後に、コイル電流値が目標ピーク値ｉａ（例えば１２Ａ）に達したことを検出すると、トランジスタＴ１２をオフ状態にする。

【0032】

このようにして、コイル２ａへの通電開始時には、コンデンサＣ０に蓄積されていたエネルギーがコイル２ａに放出される。この放電電流が、インジェクタ２の開弁速度を速めるための電流（以下、ピーク電流）である。

【0033】

そして通電制御部３３は、トランジスタＴ１２をオフ状態にした後に、コイル電流が上記の目標ピーク値ｉａよりも小さい一定の電流となるように、トランジスタＴ１２またはトランジスタＴ１１のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替える定電流制御を行う。

【0034】

具体的に説明すると、通電制御部３３は、噴射指令信号がハイになったとき（すなわち、駆動期間の開始時）から一定の時間Ｔｂが経過するまでの間は、下記の第１定電流制御を行う。第１定電流制御は、コイル電流値が第１下側閾値ｉｂＬ以下であることを検出するとトランジスタＴ１２をオン状態にし、コイル電流値が第１上側閾値ｉｂＨ以上であることを検知するとトランジスタＴ１２をオフ状態にする制御である。

【0035】

そして通電制御部３３は、時間Ｔｂが経過した時点から噴射指令信号がローになるまで（すなわち、駆動期間の終了時まで）の間は、下記の第２定電流制御を行う。第２定電流制御は、コイル電流値が第２下側閾値ｉｃＬ以下であることを検出するとトランジスタＴ１１をオン状態にし、コイル電流値が第２上側閾値ｉｃＨ以上であることを検出するとトランジスタＴ１１をオフ状態にする制御である。

【0036】

第１，２下側閾値ｉｂＬ，ｉｃＬと、第１，２上側閾値ｉｂＨ，ｉｃＨと、目標ピーク値ｉａとの大小関係は、ｉａ≧ｉｂＨ＞ｉｂＬ＞ｉｃＨ＞ｉｃＬである。
よって、図２に示すように、コイル電流値が目標ピーク値ｉａから低下して第１下側閾値ｉｂＬ以下になると、第１定電流制御によりトランジスタＴ１２のオン状態とオフ状態との切り替えが繰り返されて、コイル電流の平均値が、ｉｂＨとｉｂＬとの間の電流値である第１の一定値ｉｂに維持される。

【0037】

そして、駆動期間の開始時から時間Ｔｂが経過すると、第１定電流制御から第２定電流制御に切り替わる。第１定電流制御から第２定電流制御に切り替えるタイミングのことを、電流値切替タイミングという。

【0038】

このため、電流値切替タイミングから駆動期間の終了時までは、第２定電流制御によりトランジスタＴ１１のオン状態とオフ状態との切り替えが繰り返されて、コイル電流の平均値が、ｉｃＨとｉｃＬとの間の電流値である第２の一定値ｉｃに維持される。

【0039】

このように、通電制御部３３は、コンデンサＣ０からコイル２ａへの放電が終了した後の駆動電流を、平均値が第１の一定値ｉｂとなる電流と、平均値が第１の一定値ｉｂよりも小さい第２の一定値ｉｃとなる電流とに、２段階に切り替えるようにしている。

【0040】

放電の終了時から電流値切替タイミングが到来するまでの期間において、コイル２ａに流す電流（すなわち、平均値が第１の一定値ｉｂとなる電流）は、インジェクタ２の開弁を完了させるためのピックアップ電流（以下、ピック電流）である。図２における最下段に示すように、インジェクタ２は、コイル２ａにピック電流が流されている期間中に開弁する（すなわち、閉弁状態から開弁状態に遷移する）。

【0041】

そして、電流値切替タイミングから駆動期間が終了するまでの期間において、コイル２ａに流す電流（すなわち、平均値が第２の一定値ｉｃとなる電流）は、インジェクタ２の開弁状態を保持するためのホールド電流である。ホールド電流は、インジェクタ２の開弁状態を保持するために必要な最小限の電流であるため、ピック電流よりも小さい。

【0042】

なお、トランジスタＴ１１がオン状態であるときには、電源ライン９側からトランジスタＴ１１とダイオードＤ１１とを介してコイル２ａへ電流が流れ、トランジスタＴ１１がオフ状態であるときには、グランドライン側からダイオードＤ１２を介して電流が還流する。

【0043】

通電制御部３３は、マイコン２５からの噴射指令信号がハイからローになると、トランジスタＴ１０をオフ状態にするとともに、トランジスタＴ１１のオン状態とオフ状態との切り替えを終了して、トランジスタＴ１１もオフ状態に保持する。

【0044】

これにより、コイル２ａへの通電が停止されてインジェクタ２が閉弁し、インジェクタ２による燃料噴射が終了する。また、噴射指令信号がローになって、トランジスタＴ１０とトランジスタＴ１１とが共にオフ状態にされると、コイル２ａにフライバックエネルギーが発生するが、このフライバックエネルギーは、エネルギー回収経路をなすダイオードＤ１３を通じてコンデンサＣ０へ、電流の形で回収される。

【0045】

また、図１に示すように、開弁タイミング検出部３５は、微分演算部４１と、ＦＦＴ演算部４３と、開弁時間差算出部４５とを備える。ＦＦＴは、Fast Fourier Transformの略である。

【0046】

微分演算部４１は、噴射指令信号がハイになってからローになるまでの期間（すなわち、駆動期間）におけるコイル電流値を、予め設定された微分演算時間（例えば、１０μｓ）毎に時間微分した値（以下、時間微分値（ｄｉ／ｄｔ））を算出する。

【0047】

ＦＦＴ演算部４３は、微分演算部４１で算出された時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）に対して、予め設定されたＦＦＴ演算時間（例えば、２００μｓ）毎にＦＦＴ演算を実行し、周波数スペクトルを作成する。

【0048】

開弁時間差算出部４５は、噴射指令信号がハイになったタイミングから推定される開弁タイミング（以下、推定開弁タイミング）と、ＦＦＴ演算部４３により作成された周波数スペクトルの時間変化に基づいて検出される開弁タイミング（以下、検出開弁タイミング）との差（以下、開弁時間差）を算出する。そして開弁時間差算出部４５は、算出した開弁時間差、または、開弁時間差を算出することができなかった旨を示す開弁検出情報をマイコン２５へ出力する。

【0049】

図３のタイミングチャートＴＣ１は、噴射指令信号の時間変化を示す。図３のタイミングチャートＴＣ２は、コイル電流の時間変化を示す。図３のタイミングチャートＴＣ３は、時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）の時間変化を示す。図３のタイミングチャートＴＣ４は、時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）の周波数スペクトルの時間変化を示す。図３のタイミングチャートＴＣ５は、インジェクタ２のノズルニードルのリフト量の時間変化を示す。

【0050】

図３に示すように、時刻ｔ１で噴射指令信号がローからハイに切り替わると、電流値が急激に増加するピーク電流がインジェクタ２に流れる。
タイミングチャートＴＣ２に示すように、時刻ｔ２でコイル電流が目標ピーク値ｉａに達すると、第１定電流制御が開始されて、時刻ｔ２から時間Ｔｂが経過するまでの間、電流値が第１上側閾値ｉｂＨと第１下側閾値ｉｂＬとの間で振動するピック電流がインジェクタ２に流れる。

【0051】

タイミングチャートＴＣ３に示すように、ピック電流値の振動に対応して、時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）も振動する。
そして、タイミングチャートＴＣ５に示すように、ピック電流が流れている期間内の時刻ｔ３に、インジェクタ２の開弁が開始し、時刻ｔ４に、インジェクタ２の開弁が完了する。

【0052】

さらに、タイミングチャートＴＣ２に示すように、時刻ｔ１から時間Ｔｂが経過した時刻ｔ５になると、第１定電流制御から第２定電流制御に切り替わり、電流値が第２上側閾値ｉｃＨと第２下側閾値ｉｃＬとの間で振動するホールド電流がインジェクタ２に流れる。

【0053】

そして、時刻ｔ６で噴射指令信号がハイからローに切り替わると、タイミングチャートＴＣ２に示すように、コイル電流が０Ａになる。これにより、タイミングチャートＴＣ５に示すように、インジェクタ２は開弁状態から閉弁状態に遷移する。

【0054】

また、タイミングチャートＴＣ４に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間ＣＰ１では、周波数スペクトルＳＰ１の強度と、周波数スペクトルＳＰ２の強度とが大きい。
そして、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間ＣＰ２では、周波数スペクトルＳＰ１，ＳＰ２の強度が低下し、周波数スペクトルＳＰ３の強度と、周波数スペクトルＳＰ４の強度とが上昇する。なお、開弁タイミングを検出するときにトランジスタＴ１１，Ｔ１２のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替える周波数（本実施形態では、約２５ｋＨｚを想定）が設定される。以下、上記の周波数を開弁検出スイッチング周波数という。

【0055】

さらに、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間ＣＰ３では、周波数スペクトルＳＰ１，ＳＰ２の強度が上昇し、周波数スペクトルＳＰ３，ＳＰ４の強度が低下する。
なお、周波数スペクトルＳＰ５は、期間ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３において強度の変化が小さい。

【0056】

そして、周波数スペクトルＳＰ３の強度、および、周波数スペクトルＳＰ４の強度は、期間ＣＰ１，ＣＰ３で小さく、期間ＣＰ２で大きい。
このため、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルの強度と、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度とが上昇するタイミングを検出することによって、開弁タイミングを特定することが可能である。なお、周波数スペクトルＳＰ３は、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルであり、周波数スペクトルＳＰ４は、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルである。

【0057】

次に、制御ＩＣ２７の開弁タイミング検出部３５が開弁時間差を検出する開弁時間差検出処理の手順を説明する。
開弁時間差検出処理が実行されると、図４に示すように、開弁タイミング検出部３５の微分演算部４１は、まずＳ１０にて、駆動期間におけるコイル電流値を微分演算時間が経過する毎に時間微分した時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）を算出する。

【0058】

また、開弁タイミング検出部３５のＦＦＴ演算部４３は、Ｓ２０にて、算出された時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）に対してＦＦＴ演算時間毎にＦＦＴ演算を実行し、周波数スペクトルを作成する。

【0059】

そして、開弁タイミング検出部３５の開弁時間差算出部４５は、Ｓ３０にて、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化したか否かを判断する。具体的には、開弁時間差算出部４５は、例えば、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルにおいて極大値を有する変化があったか否かを判断する。図３において、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルの極大値は、周波数スペクトルＳＰ３の点Ｐ１である。

【0060】

ここで、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化した場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ４０にて、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化したか否かを判断する。具体的には、開弁時間差算出部４５は、例えば、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルにおいて極大値を有する変化があったか否かを判断する。図３において、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルの極大値は、周波数スペクトルＳＰ４の点Ｐ２である。

【0061】

ここで、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化した場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ５０にて、開弁時間差ΔＴｖを算出する。具体的には、開弁時間差算出部４５は、例えば、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルにおいて、極大値を有する変化における強度の立ち上り開始の時点と、立ち下り終了の時点とに基づいて上記の検出開弁タイミングを検出する。図３において、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルにおける立ち上り開始の時点は、周波数スペクトルＳＰ３の点Ｐ３である。また、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルにおける立ち下り終了の時点は、周波数スペクトルＳＰ３の点Ｐ４である。

【0062】

そして開弁時間差算出部４５は、上記の推定開弁タイミングから検出開弁タイミングを減算した減算値を、開弁時間差ΔＴｖとして算出する。さらに開弁時間差算出部４５は、算出した開弁時間差ΔＴｖを示す開弁検出情報をマイコン２５へ出力する。

【0063】

Ｓ５０の処理が終了すると、開弁タイミング検出部３５は、開弁時間差検出処理を終了する。
またＳ３０にて、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化していない場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ６０に移行する。またＳ４０にて開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化していない場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ６０に移行する。

【0064】

そしてＳ６０に移行すると、開弁時間差算出部４５は、開弁時間差ΔＴｖを算出することができなかった旨を示す開弁検出情報をマイコン２５へ出力し、開弁時間差検出処理を終了する。

【0065】

次に、マイコン２５が実行する補正処理の手順を説明する。補正処理は、マイコン２５の動作中において繰り返し実行される処理である。
補正処理が実行されると、マイコン２５のＣＰＵ５１は、図５に示すように、まずＳ１１０にて、予め設定された補正開始条件が成立したか否かを判断する。本実施形態の補正開始条件は、例えば、予め設定された補正実行周期が経過することである。

【0066】

ここで、補正開始条件が成立していない場合には、ＣＰＵ５１は、補正処理を終了する。一方、補正開始条件が成立した場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ１２０にて、第１，２定電流制御においてトランジスタＴ１１，Ｔ１２のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えるスイッチング周波数を、通常スイッチング周波数から開弁検出スイッチング周波数に変更する。通常スイッチング周波数は、開弁タイミングを検出するとき以外の第１，２定電流制御においてトランジスタＴ１１，Ｔ１２のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替える周波数である。

【0067】

具体的には、ＣＰＵ５１は、図６に示すように、第１下側閾値ｉｂＬおよび第１上側閾値ｉｂＨを変更することによって、スイッチング周波数を変更する。
次にＣＰＵ５１は、図５に示すように、Ｓ１３０にて、インジェクタ２への通電が開始されてからインジェクタ２への通電が終了するまで待機する。具体的には、ＣＰＵ５１は、噴射指令信号がローからハイになり、更に、ハイからローになるまで待機する。

【0068】

次にＣＰＵ５１は、Ｓ１４０にて、スイッチング周波数を、開弁検出スイッチング周波数から通常スイッチング周波数に変更する。さらにＣＰＵ５１は、Ｓ１５０にて、制御ＩＣ２７から開弁検出情報を取得する。

【0069】

そしてＣＰＵ５１は、Ｓ１６０にて、取得した開弁検出情報に基づいて、開弁時間差ΔＴｖを検出できたか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ５１は、開弁検出情報が開弁時間差ΔＴｖを示している場合には、開弁時間差ΔＴｖを検出できたと判断する。

【0070】

ここで、開弁時間差ΔＴｖを検出できた場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ１７０にて、開弁時間差ΔＴｖが０に等しいか否かを判断する。そして、開弁時間差ΔＴｖが０に等しい場合には、ＣＰＵ５１は、補正処理を終了する。

【0071】

一方、開弁時間差ΔＴｖが０に等しくない場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ１８０にて、開弁時間差ΔＴｖが予め設定された異常検出閾値Ｖｔｈより大きいか否かを判断する。
ここで、開弁時間差ΔＴｖが異常検出閾値Ｖｔｈより大きい場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ１９０にて、インジェクタ２に異常が発生した旨を示すインジェクタ異常通知を出力し、補正処理を終了する。

【0072】

一方、開弁時間差ΔＴｖが異常検出閾値Ｖｔｈ未満である場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ２００にて、開弁時間差ΔＴｖが０より大きいか否かを判断する。ここで、開弁時間差ΔＴｖが０より大きい場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ２１０にて、開弁時間差ΔＴｖに応じて開弁タイミングを早くして、補正処理を終了する。なお、開弁タイミングを早くするための具体的方法は後述する。

【0073】

一方、開弁時間差ΔＴｖが０より大きくない場合には、ＣＰＵ５１は、開弁時間差ΔＴｖが０より小さいと判断し、Ｓ２２０にて、開弁時間差ΔＴｖに応じて開弁タイミングを遅くして、補正処理を終了する。なお、開弁タイミングを遅くするための具体的方法は後述する。

【0074】

またＳ１６０にて開弁時間差ΔＴｖを検出できなかった場合には、ＣＰＵ５１は、Ｓ２３０にて、開弁検出スイッチング周波数を補正して、補正処理を終了する。なお、開弁検出スイッチング周波数を補正するための具体的方法は後述する。

【0075】

次に、開弁タイミングを変更するための具体的方法を説明する。
まず、噴射指令信号をローからハイにするタイミングを早くすることにより、開弁タイミングを早くすることができる。換言すると、噴射指令信号をローからハイにするタイミングを遅くすることにより、開弁タイミングを遅くすることができる。

【0076】

また、図７に示すように、ピーク電流値を大きくすることにより、ノズルニードルへの吸引力が増加し、開弁タイミングを早くすることができる。換言すると、ピーク電流値を小さくすることにより、開弁タイミングを遅くすることができる。

【0077】

また、図８に示すように、ピック電流の第１の一定値ｉｂを大きくすることによって、ノズルニードルへの吸引力が増加し、開弁タイミングを早くすることができる。換言すると、ピック電流の第１の一定値ｉｂを小さくすることにより、開弁タイミングを遅くすることができる。

【0078】

また、図９に示すように、ピック電流を流す期間を延長することによって、ノズルニードルへの吸引力が増加し、開弁タイミングを早くすることができる。換言すると、ピック電流を流す期間を短縮することにより、開弁タイミングを遅くすることができる。但し、駆動期間は変更されない。すなわち、マイコン２５は、噴射指令信号の長さに対して、第１定電流制御を行うピック電流制御期間が占める割合と、第２定電流制御を行うホールド電流制御期間が占める割合とを変更する。

【0079】

また、図１０のタイミングチャートＴＣ１１に示すように、ピック電流を流すピック電流制御期間を削除して、削除したピック電流制御期間を、ホールド電流を流すホールド電流制御期間に変更することによって、開弁タイミングを遅くすることができる。

【0080】

また、図１０のタイミングチャートＴＣ１２に示すように、図１０のタイミングチャートＴＣ１１に対してピック電流制御期間を追加することによって、開弁タイミングを早くすることができる。

【0081】

また、図１０のタイミングチャートＴＣ１３に示すように、ピーク電流を流すピーク電流制御期間を削除して、目標ピーク値ｉａ付近でコイル電流値が振動して多くのピークが発生する多重ピーク電流を流す多重ピーク電流制御期間を追加することによって、開弁タイミングを早くすることができる。

【0082】

また、図１０のタイミングチャートＴＣ１４に示すように、ピーク電流よりもピーク値が小さいプレピーク電流を流すプレピーク電流制御期間と、プレピーク電流のピーク値よりも小さい一定値付近でコイル電流値が振動するプレチャージ電流を流すプレチャージ電流制御期間とを多重ピーク電流制御期間の前に追加することによって、開弁タイミングを早くすることができる。

【0083】

ピーク電流およびピック電流の可変のみで開弁の補正に対応する場合には、ピーク電流およびピック電流を高い電流値に引き上がってしまうことで周辺電子部品（例えば、ＭＯＳＦＥＴおよびダイオード等）の大型化または高コスト化につながってしまう。しかし、図１０に示すように、ピック電流制御期間、ホールド電流制御期間および多重ピーク電流制御期間を追加したり削除したりして開弁を補正することによって、周辺電子部品を変更することなく開弁タイミングを補正できる範囲を拡大することが可能となる。

【0084】

また、図１１に示すように、昇圧電圧ＶＣを下げることによって、ピーク電流の傾きを小さくしてピーク電流制御期間を長くすることができる。これにより、ノズルニードルへの吸引力が増加し、開弁タイミングを早くすることができる。換言すると、昇圧電圧ＶＣを上げることにより、開弁タイミングを遅くすることができる。

【0085】

次に、インジェクタ２の異常について説明する。
図１２は、正常時および異常時におけるノズルニードル位置（以下、ニードル位置）の時間変化をコイル電流の時間変化と対応付けて示す図である。線Ｌ１は、正常時におけるニードル位置の時間変化を示す。線Ｌ２は、異常時におけるニードル位置の時間変化を示す。

【0086】

図１２に示すように、正常時には、閉弁時のニードル位置が０であり、開弁完了時のニードル位置が＋ＮＰ１とする。
しかし、シート摩耗によってクリアランスが拡大すると、線Ｌ２で示すように、閉弁時のニードル位置が０から－ＮＰ２に変化する。これにより、矢印ＡＬ１で示すように、開弁開始時間が遅くなる。

【0087】

また、開弁側の突き当て部の摩耗によって、開弁完了時のニードル位置が＋ＮＰ１から＋ＮＰ３となり、開弁が完了するまでのリフト量が増加する。これにより、矢印ＡＬ２で示すように、開弁完了時間が遅くなる。

【0088】

このため、ＣＰＵ５１は、Ｓ１８０において、開弁時間差ΔＴｖが異常検出閾値Ｖｔｈより大きいか否かによって、異常の発生を判断している。
次に、開弁検出スイッチング周波数の補正について説明する。

【0089】

図１３に示すように、開弁タイミングを検出するときには、第１下側閾値ｉｂＬおよび第１上側閾値ｉｂＨを変更することによって、スイッチング周波数を通常スイッチング周波数から開弁検出スイッチング周波数に変更する。矢印ＡＬ１１は、通常スイッチング周波数から開弁検出スイッチング周波数への変更を示す。

【0090】

そして、開弁時間差ΔＴｖを検出することができなかった場合には、第１下側閾値ｉｂＬおよび第１上側閾値ｉｂＨを更に変更することによって、開弁検出スイッチング周波数を補正する。矢印ＡＬ１２は、開弁検出スイッチング周波数の補正を示す。

【0091】

このように構成されたＥＣＵ１は、インジェクタ２のコイル２ａへの通電を制御する燃料噴射制御装置であって、通電制御部３３と、電流検出用抵抗Ｒ１０と、開弁タイミング検出部３５と、開弁補正部５７とを備える。

【0092】

通電制御部３３は、コイル２ａに通電してインジェクタ２を駆動させる駆動期間において通電経路に設けられたトランジスタＴ１２のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えることで第１定電流制御を行い、インジェクタ２の開弁を制御する。

【0093】

電流検出用抵抗Ｒ１０は、コイル２ａに流れるコイル電流を検出する。
開弁タイミング検出部３５は、第１定電流制御を行うピック電流制御期間におけるコイル電流の２つの周波数スペクトルの変化に基づいて、インジェクタ２の開弁タイミングを検出する。

【0094】

開弁補正部５７は、開弁タイミング検出部３５による検出結果に基づいて、インジェクタ２による開弁を補正する。
このようにＥＣＵ１は、車載バッテリのバッテリ電圧ＶＢを昇圧した昇圧電圧ＶＣを用いて第１定電流制御を行うことよってインジェクタ２を開弁させる場合において、第１定電流制御中に発生するインジェクタ２の開弁タイミングを検出することができる。このため、ＥＣＵ１は、大電流を流してインジェクタ２を制御する場合において開弁タイミングを特定することができる。またＥＣＵ１は、インジェクタ個体間のばらつき（例えば、初期ばらつき、燃料温度などの外乱、長期使用に伴う劣化）を補正することができる。

【0095】

さらにＥＣＵ１は、コイル電流の２つの周波数スペクトルの変化に基づいて開弁タイミングを検出するため、開弁タイミングの検出のためにインジェクタ２内部にセンサ回路を設ける必要が無くなり、インジェクタ２の構成を簡略化することができる。

【0096】

また開弁タイミング検出部３５は、ピック電流制御期間において２つの周波数スペクトルの変化が予め設定された開弁検出条件を満たした場合に、開弁タイミングを検出する。
２つの周波数スペクトルは、ピック電流制御期間においてトランジスタＴ１２のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替える開弁検出スイッチング周波数の付近の第１周波数における周波数スペクトル（以下、第１周波数スペクトル）と、第１周波数の２倍の周波数の付近の第２周波数における周波数スペクトル（以下、第２周波数スペクトル）である。第１，２周波数スペクトルは、コイル電流値を予め設定された微分演算時間毎に微分した時間微分値を予め設定されたＦＦＴ演算時間毎にＦＦＴ演算することにより作成される。これにより、ＥＣＵ１は、定電流制御中に開弁タイミングを検出することが可能となる。

【0097】

本実施形態における上記の開弁検出条件は、第１，２周波数スペクトルの強度において極大値を有する変化をすることである。
またマイコン２５は、開弁タイミング検出部３５が開弁タイミングの検出を開始する場合に、スイッチング周波数を、通常スイッチング周波数から、開弁検出スイッチング周波数に切り替える。これにより、ＥＣＵ１は、開弁タイミングを検出するとき以外の第１，２定電流制御においてスイッチング周波数を任意に設定することができる。このため、ＥＣＵ１は、トランジスタＴ１１，Ｔ１２のスイッチング損失を低減して熱対策をしたり、エミッションノイズ周波数を変更してＥＭＣ性能を向上させたりすることができる。

【0098】

またマイコン２５は、開弁タイミング検出部３５が開弁タイミングを検出することができなかった場合に、開弁検出スイッチング周波数を補正する。これにより、ＥＣＵ１は、開弁検出感度の高いスイッチング周波数が、インジェクタ２の温度特性、または、インジェクタ２の長期使用による劣化に伴って変化した場合に、スイッチング周波数を変更することで開弁検出感度を維持することができる。

【0099】

またマイコン２５は、開弁タイミング検出部３５による検出結果に基づいて、インジェクタ２に異常が発生したか否かを判断する。そしてマイコン２５は、インジェクタ２に異常が発生したと判断した場合に、その旨を示すインジェクタ異常通知を出力する。これにより、ＥＣＵ１は、適切なインジェクタ交換時期を通知することができ、インジェクタ２の製品寿命を使い切ることができるため、インジェクタ２の交換頻度を減らすことができる。

【0100】

以上説明した実施形態において、ＥＣＵ１は燃料噴射制御装置に相当し、インジェクタ２は燃料噴射弁に相当し、電流検出用抵抗Ｒ１０は電流検出部に相当し、開弁タイミング検出部３５は開弁検出部に相当し、Ｓ１７０，Ｓ２００～Ｓ２２０は開弁補正部としての処理に相当する。

【0101】

また、トランジスタＴ１１，Ｔ１２は上流側スイッチに相当し、第１定電流制御および第２定電流制御は定電流制御に相当する。
また、時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）は電流関連パラメータに相当し、ＦＦＴ演算時間は第１所定時間に相当し、微分演算時間は第２所定時間に相当し、周波数スペクトルＳＰ３は第１周波数スペクトルに相当し、周波数スペクトルＳＰ４は第２周波数スペクトルに相当する。

【0102】

また、Ｓ１２０は周波数切替部としての処理に相当し、Ｓ２３０はスイッチング補正部としての処理に相当し、第１の一定値ｉｂは定電流の実効値に相当する。
また、ピック電流およびホールド電流は定電流に相当し、バッテリ電圧ＶＢおよび昇圧電圧ＶＣは通電用電圧に相当し、Ｓ１８０は異常判断部としての処理に相当し、Ｓ１９０は異常通知部としての処理に相当する。

【0103】

［第２実施形態］
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

【0104】

第２実施形態のＥＣＵ１は、開弁時間差検出処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の開弁時間差検出処理は、Ｓ４５の処理が追加された点が第１実施形態と異なる。

【0105】

すなわち、図１４に示すように、Ｓ４０にて、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化した場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ４５にて、開弁検出スイッチング周波数の２０倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化したか否かを判断する。具体的には、開弁時間差算出部４５は、例えば、開弁検出スイッチング周波数の２０倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が、開弁検出スイッチング周波数近傍の周波数スペクトルにおいて極大値となる時点の近傍の期間内に、開弁検出スイッチング周波数で大きく振動しているか否かを判断する。なお、Ｓ４５の「開弁検出スイッチング周波数で大きく振動しているか否か」は、開弁タイミングを検出したか否かを判断するために使用してもしなくても何れでも有効である。

【0106】

そして、開弁検出スイッチング周波数の２０倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化した場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ５０に移行する。一方、開弁検出スイッチング周波数の２０倍の周波数近傍の周波数スペクトルの強度が変化していない場合には、開弁時間差算出部４５は、Ｓ６０に移行する。

【0107】

このように構成されたＥＣＵ１は、通電制御部３３と、電流検出用抵抗Ｒ１０と、開弁タイミング検出部３５と、開弁補正部５７とを備える。そして開弁タイミング検出部３５は、第１定電流制御を行うピック電流制御期間におけるコイル電流の３つの周波数スペクトルの変化に基づいて、インジェクタ２の開弁タイミングを検出する。

【0108】

このため、第２実施形態のＥＣＵ１は、第１実施形態のＥＣＵ１と同様に、大電流を流してインジェクタ２を制御する場合において開弁タイミングを特定することができる。
以上、本開示の一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されるものではなく、種々変形して実施することができる。

【0109】

［変形例１］
例えば上記実施形態では、インジェクタ２が、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンに対して液体燃料を噴射する形態を示したが、液体燃料に限定されるものではなく、水素などの気体燃料を噴射するインジェクタに本開示を適用してもよい。

【0110】

［変形例２］
上記実施形態では、コイル電流値の時間微分値に対してＦＦＴ演算を実行し、周波数スペクトルを作成する形態を示した。しかし、コイル電流値に対してＦＦＴ演算を実行して周波数スペクトルを作成するようにしてもよい。

【0111】

［変形例３］
上記第１実施形態では、開弁検出スイッチング周波数の付近の周波数スペクトルと、開弁検出スイッチング周波数の２倍の周波数の付近の周波数スペクトルとを用いて開弁タイミングを検出する形態を示した。しかし、開弁検出スイッチング周波数の逓倍の周波数の付近の周波数スペクトルを用いてもよい。コイル電流値の時間微分値の時間変化は、開弁検出スイッチング周波数の正弦波より急峻な変動を繰り返す波形を有しているからである。

【0112】

［変形例４］
上記実施形態では、開弁時間差ΔＴｖに応じて開弁タイミングを早くしたり遅くしたりする形態を示した。しかし、開弁時間差ΔＴｖに応じて噴射指令信号の長さを長くしたり短くしたりするようにしてもよい。具体的には、開弁時間差ΔＴｖが０より大きい場合には、開弁時間差ΔＴｖに応じて噴射指令信号の長さを長くし、開弁時間差ΔＴｖが０より小さい場合には、開弁時間差ΔＴｖに応じて噴射指令信号の長さを短くするようにしてもよい。これにより、開弁タイミングに関わらず燃料噴射量を一定に保持することができる。

【0113】

［変形例５］
上記実施形態では、制御ＩＣ２７が開弁タイミング検出部３５を含み、マイコン２５が補正処理を実行する形態を示した。しかし、開弁タイミング検出部３５により実現される処理をマイコン２５が実行するようにしてもよいし、マイコン２５により実行される補正処理を制御ＩＣ２７を用いて実現するようにしてもよい。

【0114】

［変形例６］
上記実施形態では、第１定電流制御においてトランジスタＴ１２のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替える形態を示したが、第１定電流制御においてトランジスタＴ１１のオン状態とオフ状態とを繰り返し切り替えるようにしてもよい。

【0115】

本開示に記載のＥＣＵ１およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載のＥＣＵ１およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載のＥＣＵ１およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。ＥＣＵ１に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

【0116】

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

【0117】

上述したＥＣＵ１の他、当該ＥＣＵ１を構成要素とするシステム、当該ＥＣＵ１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、燃料噴射制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【符号の説明】

【0118】

１…ＥＣＵ、２…インジェクタ、２ａ…コイル、２５…マイコン、３３…通電制御部、３５…開弁タイミング検出部、５７…開弁補正部、Ｒ１０…電流検出用抵抗、Ｔ１１，Ｔ１２…トランジスタ

【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】