JP5851354B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
燃料噴射弁を駆動する制御装置に関する。
電磁駆動される燃料噴射弁を有する燃料噴射制御装置から燃焼室に対し、所定のタイミン
グで燃料噴射を行うことが既知であるが、燃料噴射弁内に備わる弁体の挙動を安定的に制
御する技術についても、数多くの技術が出願されている。例えば、燃料噴射弁内に備わる
弁体が開閉弁する際の衝撃力を最小限となる様に駆動電圧を断続的に供給する技術が記載
されている(例えば、特許文献1参照)。
、バッテリ電圧を基に所定の電圧まで昇圧した高電圧を燃料噴射弁に供給することが一般
的である。これは、高燃圧により燃料噴射弁内に備わる弁体が、閉弁方向へ押し付けられ
ており、高電圧を印加することで、燃料噴射弁の弁体を迅速に開弁させることを目的とし
ている。
うことが記載されているが、筒内直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置においては、燃料噴
射弁の駆動電流を検知し、これに基づき制御を行っている。
きなどから、実際の駆動電流にばらつきが生じる場合や、駆動電流を検知する回路ばらつ
きから、制御目標となる目標駆動電流と制御装置が検知した実駆動電流の間に乖離が生じ
る可能性がある。
の噴射インターバル(第1噴射から第2噴射、第2噴射から第3噴射などの噴射間隔)や
、現在の噴射気筒と次の噴射気筒との噴射タイミングの関係から、全体的な噴射インター
バルが隣接し、昇圧回路から供給される高電圧が目標高電圧に至っていない状態で、次の
噴射が行われる可能性が高い。これらのことから、燃料噴射弁の弁体挙動がその都度、異
なる状態となるため燃料噴射量のばらつきは発生する恐れがある。
燃料噴射弁の駆動回路などの機差ばらつきなどに起因する燃料噴射弁が開弁する際の挙動
を安定させ、燃料噴射弁の燃料噴射量ばらつきを低減させることができる内燃機関の制御
装置を提供することにある。
電圧にばらつきが生じても、燃料噴射弁に備わる弁体の挙動を安定的に制御するができ、
燃料噴射弁の燃料噴射量のばらつきを低減することができる。
は、本実施形態に係る内燃機関とその燃料噴射制御装置の基本構成を示している。
eter )120を通過し、スロットル弁119、コレクタ115の順に吸入され、その後
、各気筒に備わる吸気管110、吸気弁103を介してピストン102上部に形成された
燃焼室121に供給される。
備わる高圧燃料ポンプ125へ送られ、高圧燃料ポンプ125は、ECU(Engine Contr
ol Unit)100からの制御指令値に基づき、燃料圧を所望の圧力になる様に制御する。
これにより高圧化された燃料は、高圧燃料配管128を介して、燃料噴射弁105へ送ら
れ、燃料噴射弁105は、ECU100内に備わる燃料噴射弁制御装置200の指令に基
づき、燃料を燃焼室121へ噴射する。
内の圧力を計測する燃料圧力センサ126が備わっており、ECU100は、このセンサ
値に基づき、高圧燃料配管内128の燃料圧を所望の圧力になる様、所謂フィードバック
制御を行うことが一般的である。更に内燃機関101には、点火コイル107、点火プラ
グ106が備わり、ECU100により、所望のタイミングで点火コイル107への通電
制御と点火プラグ106による点火制御が行われる仕組みとなっている。
により燃焼し、シリンダ内のピストン102を下降させる。燃焼により生じた排気ガスは
、排気弁104を介して、排気管111に排出され、排気管111上には、この排気ガス
を浄化するための三元触媒112が備えられている。
ランク軸(図示せず)角度を計測するクランク角度センサ116、吸入空気量を示すAF
M120、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ113、運転者が操作するアクセ
ルの開度を示すアクセル開度センサ122、燃料圧力センサ126等の信号が入力される
。
ンサ122信号から、内燃機関101の要求トルクを算出するとともに、アイドル状態で
あるか否かの判定等を行う。また、クランク角度センサ116の信号から、内燃機関の回
転速度(以下、エンジン回転数)を演算する回転数検出手段と、水温センサ108から得
られる内燃機関101の冷却水温と内燃機関始動後の経過時間等から三元触媒112が暖
機された状態であるか否かを判断する手段などが備えられている。
量を算出し、それに見合った開度信号をスロットル弁119に出力し、燃料噴射制御装置
200は吸入空気量に応じた燃料量を算出して燃料噴射弁105に燃料噴射信号を出力し
、更に点火コイル107に点火信号を出力する。
、バッテリから供給される電圧150(以下、低電圧)は、ヒューズ151とリレー15
2を介して、燃料噴射弁制御装置200へ供給される。
示せず)から供給される前記低電圧を基に、燃料噴射弁105内に備わる弁体が開弁する
際に必要な高い電源電圧(以下、高電圧)を生成する回路であり、前記高電圧は、駆動I
C203からの指令に基づき、所望の電圧まで昇圧を行う。また、燃料噴射弁駆動回路(
Hi)202aでは、燃料噴射弁105に対して供給する電源電圧を前記高電圧と前記低
電圧の何れかを選択し、供給するものである。
05に印加し、燃料噴射弁内に備わる弁体が開弁するために必要となる開弁電流を供給し
た後、燃料噴射弁105内の弁体が開弁状態を維持する様にするため、供給する電圧を前
記低電圧に切替えて、保持電流を印加する。燃料噴射弁駆動回路(Lo)202bは、前
記燃料噴射弁駆動回路(Hi)202a同様に燃料噴射弁105に駆動電流を供給するた
めに、燃料噴射弁105の下流に設けた駆動回路である。
(Lo)202bは、駆動IC203により制御されて、燃料噴射弁105に所望の駆動
電圧及び駆動電流を印加する。また、当該駆動IC203の駆動期間(燃料噴射弁105
の通電時間)、及び駆動電圧値、駆動電流は、燃料噴射弁制御装置200内の駆動制御ブ
ロック204に備わる燃料噴射弁パルス幅演算ブロック204aと、燃料噴射弁駆動波形
指令ブロック204bにて算出された指令値に基づき、制御されるものである。以上から
、内燃機関101の燃焼に必要な、燃料噴射弁105の駆動制御及び燃料噴射量を最適に
制御する。
料噴射弁105の上流には、燃料噴射弁105を開弁及び開弁保持をさせる為に駆動電流
を供給する燃料噴射弁駆動回路(Hi)202aが備わっており、前記高電圧を図中の高
電圧生成回路201から、電流逆流防止の為に備わるダイオード302を介し、図中のT
R_Hivboost303の回路を用いて、燃料噴射弁105に電流を供給する。一方
、燃料噴射弁を開弁させた後は、燃料噴射弁開弁状態を維持(保持)する為に必要な低電
流(前記保持電流)を流す為の低電圧電源供給回路304から、前記高電圧同様に、電流
逆流防止の為のダイオード305を介し、図中のTR_Hivb306の回路を用いて、
燃料噴射弁105に電源を供給する。
わっており、駆動回路TR_Low308をONにする事で、上流の高電圧生成回路20
1もしくは低電圧電源供給回路304から供給された電流を燃料噴射弁105に印加する
ことができ、また、燃料噴射弁105の下流側に備わるシャント抵抗309によって、燃
料噴射弁105にて消費した電流を検出する事で、後述する所望の燃料噴射弁電流制御を
行うものである。
補正する制御部400のブロック図の1例である。図4において、高電圧生成回路201
にて生成された高電圧は、燃料噴射弁駆動手段411へ供給されるが、これは、図2内に
おける高電圧生成回路201から駆動IC203へ高電圧が供給されることを指す。高電
圧検出手段402は、高電圧生成回路201が生成した高電圧を検知する目的で備わる。
高電圧差分検出手段404は、高電圧検出手段402が検出した実高電圧と後述する基準
電圧403との差分を算出し、これを駆動制御値補正手段409に受け渡す。
制御値410と燃料噴射弁105の駆動電流を検知する駆動電流検出手段408の駆動電
流値に基づき、燃料噴射弁105に対する駆動電流が所望のプロフィールになる様に制御
を行うが、駆動制御値補正手段409からの情報が更新されると、これを基本制御値41
0に反映し、燃料噴射弁105の駆動を行うものである。尚、駆動電流検出手段408は
、図3内のシャント抵抗309などを用いる方法が一般的である。
て詳細説明を行う。図5は、高電圧生成回路201がバッテリ電圧を所望の目標電圧50
4まで昇圧する際の特性を示したものである。
圧503を目標高電圧504になる様に昇圧する。図内では、昇圧指令がLowからHi
ghとなった時点T507から昇圧を開始する。これに伴い昇圧電圧(502a,502
b,502c)が、徐々に目標高電圧504になる様に上昇するが、高電圧生成回路20
1の昇圧特性にばらつきが存在するため、昇圧電圧挙動(502a,502b,502c
)は、それぞれ異なる形で上昇する。更に高電圧生成回路201の機差ばらつきから、昇
圧動作が停止した時点T508の電圧値についても目標高電圧504を挟む一定の範囲内
506となるため、実際の高電圧は、目標高電圧504に対し、上限値(505a)と下
限値(505b)を持つことになる。このため、高電圧差分検出手段(図4内404)は
、例えば、この目標高電圧504を基準電圧(図4内403)とし、高電圧検出手段(図
4内402)が検出した実際の高電圧(T508以降の502a,502b,502c)
との差分を検出する。
圧(以下、Vboost)が、目標高電圧から著しく低下した状態から燃料噴射弁に対し
供給することが想定される。詳しくは、図6にて説明を行う。
おいて、燃料噴射弁nに対するVboost供給指令信号601は、T606からT60
7の間でLowからHighとなり、この間は、燃料噴射弁nに対し、Vboost60
3の供給が行われる。このため、Vboost603は、603aまで低下し、その後、
図5に示した一連の昇圧動作により、再び目標高電圧605になるまで昇圧される。図内
では、この昇圧挙動を603aから604の破線を含む形で記載している。
い前提であるが、多段噴射を行う場合は、該述の噴射インターバルが短くなることから、
必ずしもVboost603が目標高電圧605近傍にあるとは限らない。
608からT609までHighとなった場合、Vboost603は昇圧動作中のT6
08時点におけるVboost603bから燃料噴射弁n+1に供給し、T609時点の
Vboost603cまで低下することになる。この一連の動作において、問題となるの
は、燃料噴射弁n+1に供給するVboost603は、目標高電圧605から著しく離
れた603bとなってしまう。
基準昇圧特性604を予め設定しておき、例えば、燃料噴射弁nに対するVboost6
03供給を停止したT607時点における電圧値603aと、T607からT608時点
までの経過時間と基準昇圧特性に基づき、燃料噴射弁n+1へのVboost603を供
給し始めるT608時点の電圧603bを予測し、これを図4内の基準電圧403として
用いることで、Vboost603のばらつきを補正することを目的としている。尚、予
測方法の一例として、603aを切片とし、基準昇圧特性を傾きとして、関数式を用いる
ことが挙げられる。
する。図7は、燃料噴射弁の駆動電流ばらつきを検出する1例を示したものである。図7
において、燃料噴射弁制御装置200には、該述の燃料噴射弁駆動手段411と駆動電流
検出手段408が備わり、燃料噴射弁駆動手段411は、705に示した複数の制御目標
値(705a,705b,705c)と駆動電流検出手段408が検出した実駆動電流7
07とに基づき、駆動電流704を供給する。補足であるが、この制御系は、特別な形態
ではなく本来の駆動形態を示したものである。また、上記の制御系とは別に、燃料噴射弁
105に対する駆動電流704を検知する電流計測器703を図に示した形で接続し、電
流計測器703により検出した電流値を計測結果706とする。
電流検出手段408が検出した電流値707が至ったか否かにより、駆動電流704を切
り換えて制御するものであるが、駆動電流検出手段408などの機差ばらつきから発生す
る検知電流値707のばらつきは、この制御系では把握することができないため、製造し
た全ての燃料噴射弁制御装置を個別に計測することとし、この計測では、制御系とは独立
し且つ計測精度を常に安定する様に施した電流計測器703により、駆動電流検出手段4
08を含めた燃料噴射弁制御装置200の機差ばらつきを検出する方法を示したものであ
る。
た結果706を模式的に示した図である。また、図内には、異なる燃料噴射弁制御装置2
00にて計測した結果を代表される3つの形で記載しており、それぞれ801,802,
803としている。
変化するそれぞれの制御目標値に対し、誤差なく制御されている。これは、図7内の駆動
電流検出手段408が標準的な特性を持つため、補正が不要であることを指している。言
い換えると、801の燃料噴射弁は誤差がない特性を持つと言える。
目標値804,805,806に対し、高い電流となっている。これは、802の計測結
果を持つ駆動電流検出手段408の検出した電流値が高い方にばらついていることを指す
。また、803の計測結果についても、それぞれ、804b,805b,806bとなり
、各制御目標値804,805,806に対し、低い電流となっており、電流値が低い方
にばらついていることを示している。
105に対する駆動電流801,802,803は、異なるプロフィールとなり、燃料噴
射弁105の挙動にばらつきが発生する恐れがある。このため、本発明ではこの駆動電流
ばらつきを燃料噴射弁制御装置200(具体的にはECU100)毎に測定し、これをそ
れぞれのECU100に記憶させ、駆動電流ばらつきによる補正を行うことを特徴として
いる。
a,804b)との差分を予め測定する。すなわち、燃料噴射弁105の実駆動電流を測
定し(S901)、制御目標値Ip(804)を基準値として、計測した実駆動電流値(
804a,804b)との電流差分値を算出し(S902)、この結果を駆動電流差分値
記憶手段406へ書き込む(S903)。燃料噴射弁制御装置200は、駆動電流差分値
記憶手段406へ書き込まれた電流差分値に基づき、燃料噴射弁105の制御目標値80
4を補正する。
っているECU100の場合、Ipの目標電流804を差分だけ低く補正する。逆に基準
値804に対し計測結果が低い場合、つまり計測結果が804bであるECU100の場
合は、Ipの目標電流804を差分だけ高く補正する。Ih1(805),Ih2(80
6)の目標駆動電流においても同様の手順を施すことで、駆動電流のばらつきによる補正
を行うことができる。すなわち、駆動制御値補正手段409は、駆動電流差分記憶手段4
06に予め設定された電流差分値を備え、電流差分値が基準電圧403より高い場合は、
燃料噴射弁105に対する駆動電流の目標値から駆動電流差分記憶手段406に予め設定
された電流差分値分だけ低く補正するか、もしくは、駆動時間の目標値を短く補正する。
また、駆動電流差分記憶手段406に予め設定された電流差分値が基準電圧403より低
い場合は、燃料噴射弁105に対する駆動電流の目標値から駆動電流差分記憶手段406
に予め設定された電流差分値分だけ高く補正するか、もしくは、駆動時間の目標値を長く
補正する。
は、燃料噴射弁105の駆動時間が比較的短い場合の駆動電流を示した1例である。すな
わち、燃料噴射弁105を開弁させてから閉弁させるまでの時間が短いことを指す。基本
的な燃料噴射弁105の制御動作から説明すると、駆動パルス信号1001がLowから
Highとなる時点T1006から、燃料噴射弁に対し、駆動電流の供給を開始する。こ
の際、所望の駆動電流プロフィールになる様、制御目標値を定めている。本図では、この
制御目標値に実駆動電流が至ったか否かという形態で制御する。
)が目標電流として設定され、これに基づき燃料噴射弁105に駆動電流1002が供給
される。これにより駆動電流1002が徐々に上昇し、やがてIp(1002a)に達す
ると、目標電流をIh1(403b)に切替えて駆動電流1002がこの値に減衰する様
に制御するが、本図の形態では、駆動電流1002がIh1(1002b)に至る前に、
駆動パルス信号1001をHighからLowとしているため、T1007から燃料噴射
弁105に対する電流供給を停止する。
1002は、図8に代表されるプロフィールとなる様に制御するべきところを燃料噴射弁
105の駆動時間が短いため、その後の制御目標値(Ih1(805)及びIh2(80
6))を使用することなく燃料噴射弁105の動作を停止させる形態としている。このこ
とから、燃料噴射弁105の駆動時間が比較的短いという表現としている。よって、当然
のことながら、駆動パルス信号1002が本図より長い形態であれば、駆動電流がIh1
(1002b)に至った後も、所定の制御目標値(Ih2(806))に従い制御は実行
される。
3は、駆動電流1002に基づき、T1006から開弁動作1005aを開始し、その後
、開弁保持状態1005b、駆動電流の供給が停止したT1007から閉弁動作1005
cと大きく分けると3つの状態となる。
起因して、燃料噴射弁105を駆動する毎に異なる挙動となる。代表的な例として、図内
1004で示した様に、弁体が開弁した際にストッパに勢い良く衝突することで、弁挙動
が不安定となるバウンシングなどが挙げられ、バウンシングの有無もしくは、バウンシン
グの度合いなどにより燃料噴射量がその都度異なる問題が生じる。これらのことから、駆
動パルス信号1001が短い場合は、精度良く燃料噴射弁105の制御を行い、弁体の開
閉弁挙動(1005a,1005c)を毎回安定させることが求められる。
ついて説明を行う。図11では、駆動パルス信号1101に加え、電流切替え信号Iho
ld1(1102)を加えている。駆動パルス信号1101は、該述の通りであるが、I
hold1(1102)は、図2の燃料噴射弁駆動波形指令ブロック204bにより算出
された演算結果に基づいて生成される信号であり、Highレベルの場合、燃料噴射弁1
05に供給する電源電圧を高電圧生成回路201が生成した高電圧とし、Lowレベルの
場合、低電圧(バッテリ電圧)とするものである。
図2内203)に対し、Ihold1(1102)を直接出力する形態として説明するが
、この形態に限定されることなく、例えば、図2内のブロック204bにて演算した駆動
波形に関する情報を燃料噴射弁駆動IC203へ出力する際、シリアル通信などにより定
時的に情報を送信する形態の場合においても、本発明に係る課題及び効果は同様である。
号1101と該述のIhold1(1102)に基づき、双方がHighとなった時点(
T1105)から、燃料噴射弁105に対して駆動電流1103を供給する。これにより
駆動電流1103は、T1105から所定の期間を経たT1106から徐々に上昇を始め
、Ip(1103a)に達する(T1107)。
れを駆動時間としても良く、例えば、燃料噴射弁105に駆動電流を供給したT1105
から所定時間経過後のT1107までの時間を制御目標値として扱い、駆動電流1102
を遮断し、Ip(1103a)を代用する形としても良く、当然のことながら、この方法
においては、Ih1(1103c)もT1108からT1109の駆動時間として置き換
えるものである。
説明を行う。弁体の開弁挙動は、駆動パルス信号1101がHighとなった時点(T1
105)から、駆動電流1103が供給され、所定時間が経過後(T1106)から徐々
に開弁動作を始める。その後もIhold1(1102)がHighとなっていることか
ら、該述の高電圧により駆動電流1103が燃料噴射弁105に供給され続けるため、弁
体は加速しながら開弁方向へ移動する。
02)がLowとなり、燃料噴射弁105の駆動電流1103の供給が停止されたことか
ら、慣性力のみによる開弁動作となるため、弁体の加速度が緩和され(1111)、ソフ
トランディング状態となる。これにより、弁体がストッパに勢い良く衝突することを抑制
し、バウンシングに伴う二次噴射などが抑制できる。
ス信号(1101)がHighからLowとなるT1109まで、これを保持し、その後
、T1109で駆動パルス信号1101がLowとなり、駆動電流1103の供給が停止
されることから、T1110を起点に閉弁挙動となる。
度に燃料噴射弁105の駆動を行う必要がある。詳しくは、ソフトランディングを行う場
合において、少なくとも外乱による弁体挙動のばらつきを少なくする必要がある。
図3における燃料噴射弁105の駆動電流を検出するために備わるシャント抵抗309な
どの機差ばらつきが外乱に相当する。つまり、これら機差ばらつきが生じると、駆動電流
1103のプロフィール(目標電流に対する実駆動電流のばらつき)に大きな影響を与え
、これに起因して燃料噴射弁105の弁体挙動にもばらつきが生じる。このため、これら
の機差ばらつきを検出し、駆動電流1103の制御目標値に反映することが望ましい。こ
のため、本発明では、図4から図9にて説明した各種の補正手段を備える。
を行う。図12は、燃料噴射弁105の目標制御値を駆動時間とした場合のタイミングチ
ャートの1例である。図内上から、Vboost(1201a,1201b,1201c
)、燃料噴射弁105の駆動電流(1202a,1202b,1202c)、燃料噴射弁
内に備わる弁体挙動(1203a,1203b,1203c)を示しており、それぞれの
末尾についたアルファベットは、異なるECU100(燃料噴射弁制御装置200)にて
燃料噴射弁105を駆動した結果を示している。
を備えるECU100によって、燃料噴射弁105の駆動を行った場合の挙動を1201
a(Vboost),1202a(駆動電流),1203a(弁体挙動)とする。
t(1201a,1201b,1201c)は、それぞれ異なる電圧を示し、ばらつきが
生じていることが分かる。これは、図5を用いて説明した高電圧生成回路201の昇圧特
性が異なる場合や、図6で該述の噴射インターバルによる影響などに起因する。
201a,1201b,1201c)はそれぞれ下降を始める。駆動電流(1202a,
1202b,1202c)は、T1205時点におけるVboost(1201a,12
01b,1201c)に応じて決定されるため、それぞれ異なる駆動電流プロフィールに
て上昇を始め、これに基づき、Vboost(1201a,1201b,1201c)の
下降挙動にもばらつきが生じる。
噴射弁105の駆動電流(1202a,1202b,1202c)を一旦停止するシーケ
ンスとしているため、T1206時点における各駆動電流(1204a,1204b,1
204c)が異なる値となってしまう。
め、ソフトランディングできるが、この理想的な駆動電流(1202a)より低い駆動電
流の特性を持つ1202bは、弁体がストッパに衝突する前に電流遮断するため、120
3bのように、弁体を完全に開弁することができない恐れがある。
は、既に弁体がストッパに衝突した後で駆動電流(1202c)を遮断するタイミングと
なるため、1203cに示したようにバウンシングして、ソフトランディングの効果を得
ることができない。この様に、適正なタイミングでソフトランディングの実施ができない
と、その効果を得ることができないため、Vboost(1201a,1201b,12
01c)などのばらつきを収束させる駆動条件の補正が必要なる。
明する。尚、図13についても、図2内の高電圧生成回路201の機差ばらつきがあるそ
れぞれのECU100(燃料噴射弁制御装置200)によって燃料噴射弁105の駆動を
実施するものとし、理想的な昇圧特性を持つ高電圧生成回路201を備えるECU100
によるそれぞれの挙動を1301a(Vboost),1302a(駆動電流),130
3a(弁体挙動)とする。
電圧生成回路201の機差ばらつきにより、Vboost(1301a,1301b,1
301c)は、それぞれ異なる電圧を示し、ばらつきが生じていることが分かる。その後
、駆動電流(1302a,1302b,1302c)が、Ip(1304)になるまで、
燃料噴射弁105に対して駆動電流を供給するが、該述の高電圧生成回路201の機差ば
らつきにより、それぞれの供給Vboost(1301a,1301b,1301c)に
応じて駆動電流プロフィールが異なる(1302a,1302b,1302c)。
いVboost(1301b)のECU100における駆動電流(1302b)は、駆動
電流の立ち上がりが理想の駆動電流(1302a)に比べ緩やかとなる一方、理想の昇圧
特性をもつECU100のVboost(1301a)に対し、高いVboost(13
01c)のECU100における駆動電流(1302c)は、素早い立ち上がりとなる。
このため、燃料噴射弁内の弁体挙動にも影響が生じ、それぞれ1303a、1303b、
1303cの様に異なる。
を遮断すべきところを駆動電流が低い1303bでは、弁体の応答が遅くなる一方、13
03cは、駆動電流が高いため、Ip(1304)に至る前に弁体がストッパに衝突し、
バウンシングが発生してしまう。この様にソフトランディングを行うため、駆動電流の停
止条件をIp(1304)や駆動時間(T1305からT1308)とした場合でも、理
想的な弁体挙動にばらつきが生じるため、これを補正する必要がある。
ても、図12及び図13の双方で、同じ課題が生じる。つまり、燃料噴射弁105のソフ
トランディングを行う場合、ECU100の機差ばらつきに応じて、目標制御値を補正す
る必要がある。
駆動時間)を補正することを特徴としている。図14と図15を用いて本発明に係る実施
例を説明する。図14は、本発明における燃料噴射弁制御装置200のフローチャートで
ある。
か否かを判定するが、本実施例では、定時処理で行うことを前提し、例えば10ms毎に
本条件を判定することとする。(実際は燃料噴射弁105の駆動開始タイミング直前が望
ましい。)S1401の条件が非成立の場合S1405のステップへ進む。条件成立時は
、S1402へ進み、図4内の高電圧検出手段402により実高電圧の検出を行う。尚、
実高電圧とは、高電圧生成手段で生成すべき目標高電圧に対して、実際に検出された実高
電圧のことである。
(ここでは目標高電圧とする)の差分を検出する。このステップについては、図5及び図
6にて説明した内容が該当する。その後、S1404により、S1403で算出した差分
から、燃料噴射弁105の目標制御値(目標電流もしくは目標駆動時間)を補正する。例
えば、図13の様に制御目標値を駆動電流とした場合、燃料噴射弁105の抵抗などから
電圧と抵抗の関係を式として用いて電流値の補正としても良いし、差分毎の電流補正量を
予め設定した上で、補正値を参照する形としても良く、さらに図12の実施例では、後者
の形で補正することで本発明の効果を得ることができる。その後、S1405にて、燃料
噴射弁105の駆動が実施され、電流制御の実行が行なわれるが、図4における燃料噴射
弁駆動手段411にて説明した内容が該当する。
、制御目標値の補正を必要としない理想的な特性を持つECU100を用いた場合のそれ
ぞれの挙動を、1501a(Vboost)、1502a(駆動電流)、1503a(弁
体挙動)とする。
成立したか否かを判定する。条件成立時は、S1402のステップに従い、Vboost
(1501a,1501b,1501c)の値を検出し、S1403の差分検出ステップ
へ進む。S1403では、基準電圧(ここでは目標高電圧とする)のVboost(15
01a)と1501bまたは1501cの差分を検出し、S1404にてこの差分に基づ
き、制御目標値(目標電流もしくは目標駆動時間)を補正する。
想的(補正を必要としない場合)には1504aとなるが、該述の補正として、実駆動電
流が1504aより低い場合は駆動電流を高く補正して駆動電流を増加させ(1504b
)、実電流が1504aより高い場合は駆動電流を低く補正して駆動電流の減少がなされ
るため1504cの様になる。
を必要としない場合)にT1507となるが、該述の補正により、駆動時間の短縮、又は
駆動時間の延長の補正が行われ、それぞれT1506(駆動時間を短縮補正)もしくはT
1508(駆動時間を延長補正)となる。この結果、燃料噴射弁105の駆動回路などの
機差ばらつきなどに起因する燃料噴射弁105の弁体が開弁する際の挙動を安定させ、燃
料噴射弁105の燃料噴射量ばらつきを低減させることができる。
弁の制御が行えることは言うまでもない。これにより、弁体挙動もそれぞれ、理想的なタ
イミングでソフトランディングが行え、バウンシングの低減が可能となり、燃料噴射量の
ばらつきを抑えた燃料噴射制御が可能となる。
供給する目標制御値も上記の補正が必要となることから、本補正に応じた制御を行う。こ
れらの補正により、ECU100毎に駆動電流(1504a,1504b,1504c)
もしくは駆動時間(T1506,T1507,T1508)の制御目標値を可変とするこ
とで、燃料噴射弁105の開弁挙動を安定させ、低流量域の直進性を改善することを目的
とする。
ものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設
計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく
説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに
限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換え
ることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能で
ある。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが
可能である。
ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続さ
れていると考えてもよい。前記の実施形態では、高電圧差分検出手段404、もしくは駆
動電流差分記憶手段406の少なくとも1つの結果に基づいて、燃料噴射弁105に対す
る制御目標値(駆動電流または駆動時間)の両方を補正する例について説明したが、どち
らかを補正するものでもよいことは勿論である。
101・・・内燃機関
105・・・燃料噴射弁
200・・・制御装置(燃料噴射弁制御装置)
201・・・高電圧生成回路(高電圧生成手段)
400・・・制御部
402・・・高電圧検出手段
403・・・基準電圧
404・・・高電圧差分検出手段
405・・・電流差分値
406・・・駆動電流差分記憶手段
408・・・駆動電流検出手段
409・・・駆動制御値補正手段
411・・・燃料噴射弁駆動手段
1501a・・・基準特性のECUによる高電圧挙動
1501b・・・制御目標値の駆動時間延長、又は駆動電流増加により補正された高電圧
挙動
1501c・・・制御目標値の駆動時間短縮、又は駆動電流減少により補正された高電圧
挙動
1502a・・・基準特性のECUによる燃料噴射弁駆動電流
1502b・・・制御目標値の駆動時間延長、又は駆動電流増加により補正された燃料噴
射弁駆動電流
1502c・・・制御目標値の駆動時間短縮、又は駆動電流減少により補正された燃料噴
射弁駆動電流
1503a・・・基準特性のECUによる弁体挙動
1503b・・・制御目標値の駆動時間延長、又は駆動電流増加により補正された弁体挙
動
1503c・・・制御目標値の駆動時間短縮、又は駆動電流減少により補正された弁体挙
動
1504a・・・基準特性のECUによる制御目標値(電流)
1504b・・・制御目標値の駆動時間延長、又は駆動電流増加により補正された制御目標値(電流)
1504c・・・制御目標値の駆動時間短縮、又は駆動電流減少により補正された制御目
標値(電流)
T1505・・・燃料噴射弁駆動開始タイミング
T1506・・・制御目標値の駆動時間短縮、又は駆動電流減少により補正された制御目
標値(駆動時間)
T1507・・・基準特性のECUによる制御目標値(駆動時間)
T1508・・・制御目標値の駆動時間延長、又は駆動電流増加により補正された制御目
標値(駆動時間)
Claims (6)
- 内燃機関にバッテリ電圧を供給するバッテリと、
燃料を燃焼室へ直接噴射する燃料噴射弁と、
前記バッテリ電圧を目標高電圧まで昇圧し、所望の高電圧を生成する高電圧生成手段と、
前記高電圧生成手段が生成した実高電圧を検出する高電圧検出手段と、
前記高電圧検出手段が検出した実高電圧を所望のタイミングで前記燃料噴射弁に供給し、前記燃料噴射弁を駆動する燃料噴射弁駆動手段と、
前記燃料噴射弁の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、予め設定された基準電圧と、前記高電圧検出手段が検出した実高電圧の差を求める高電圧差分検出手段と、前記駆動電流検出手段が検出した実駆動電流の機差ばらつき量を予め記憶しておく駆動電流差分記憶手段とを備え、前記高電圧差分検出手段と、前記駆動電流差分記憶手段との結果に基づき、前記燃料噴射弁に対する駆動電流の目標値と、駆動時間の目標値とを補正する駆動制御値補正手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記高電圧差分検出手段は、前記高電圧生成手段の前記目標高電圧を基準電圧とし、前記基準電圧と前記高電圧検出手段が検出した前記実高電圧との差分を検出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記高電圧差分検出手段は、前記燃料噴射弁への前記高電圧の供給を停止した時点から所定の時間内において、予め設定された時間経過に基づく前記高電圧生成手段の昇圧特性に基づき前記基準電圧を算出し、前記算出した電圧を前記基準電圧として、前記高電圧検出手段が検出した前記実高電圧との差分を検出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記駆動電流差分記憶手段は、所定環境且つ所定条件下において、前記燃料噴射弁駆動手段により、前記燃料噴射弁を駆動した際の少なくとも1つ以上の目標駆動電流に達した時点における前記燃料噴射弁駆動手段の実駆動電流と、前記駆動電流検出手段が検出した前記駆動電流との差分を予め記憶することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御装置は、前記高電圧差分検出手段の検出結果に基づき、前記基準電圧より前記実高電圧が高いと検出した場合、前記燃料噴射弁に対する前記駆動電流の目標値を低くする、もしくは、前記駆動時間の目標値を短くし、前記基準電圧より前記実高電圧が低いと検出した場合、前記燃料噴射弁に対する前記駆動電流の目標値を高くする、もしくは、前記駆動時間の目標値を長くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御装置は、前記駆動電流差分記憶手段の記憶している前記機差ばらつき量に基づき、前記駆動電流の目標値より前記駆動電流が大きいと検出した場合、前記燃料噴射弁に対する前記駆動電流の目標値を低くする、もしくは、前記駆動時間の目標値を短くし、前記駆動電流の目標値より前記駆動電流が小さいと検出した場合、前記燃料噴射弁に対する前記駆動電流の目標値を高くする、もしくは、前記駆動時間の目標値を長くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
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