JP2015096722A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料噴射弁の弁体のリフト量がフルリフト位置に到達しない噴射パルスで燃料噴射弁を開弁駆動するパーシャルリフト噴射の噴射量ばらつきを精度良く補正する。【解決手段】少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧と第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧との差分を算出し、所定の基準タイミングからフィルタ電圧の差分が変曲点となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間として算出する。この後、予め記憶された噴射パルス幅毎の電圧変曲点時間と噴射量との関係を用いて、現在の電圧変曲点時間に対応する噴射量を噴射パルス幅毎に推定する。その推定結果に基づいて噴射パルス幅と噴射量との関係を規定するマップを作成し、このマップを用いて要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出する。【選択図】図1

Description

本発明は、電磁駆動式の燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する発明である。
一般に、内燃機関の燃料噴射制御システムでは、電磁駆動式の燃料噴射弁を備え、内燃機関の運転状態に応じて要求噴射量を算出し、この要求噴射量に相当するパルス幅の噴射パルスで燃料噴射弁を開弁駆動して要求噴射量分の燃料を噴射するようにしている。
しかし、高圧の燃料を筒内に噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料噴射弁は、図5に示すように、噴射パルス幅に対する実噴射量の変化特性のリニアリティ(直線性)がパーシャルリフト領域(噴射パルス幅が短くて弁体のリフト量がフルリフト位置に到達しないパーシャルリフト状態となる領域)で悪化する傾向がある。このパーシャルリフト領域では、弁体(例えばニードル弁)のリフト量のばらつきが大きくなって噴射量ばらつきが大きくなる傾向があり、噴射量ばらつきが大きくなると、排気エミッションやドライバビリティが悪化する可能性がある。
燃料噴射弁の噴射量ばらつきの補正に関連する技術としては、例えば、特許文献1(US2003/0071613号公報)に記載されているように、ソレノイドの駆動電圧UMと、この駆動電圧UMをローパスフィルタでフィルタ処理したリファレンス電圧URとを比較し、両者の交点に基づいてソレノイドのアーマチャ位置を検出するようにしたものがある。
US2003/0071613号公報
しかし、上記特許文献1の技術では、フィルタ処理前の駆動電圧UM(生値)とフィルタ処理後のリファレンス電圧URとを比較しているため、フィルタ処理前の駆動電圧UMに重畳するノイズの影響を受けて両者の交点を精度良く検出できない可能性がある。また、ソレノイドの特性によっては駆動電圧UMとリファレンス電圧URの交点が存在しない可能性もある。このため、ソレノイドのアーマチャ位置を精度良く検出することは困難である。従って、上記特許文献1の技術を利用しても、燃料噴射弁のパーシャルリフト領域でのリフト量ばらつきに起因する噴射量ばらつきを精度良く補正することができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、燃料噴射弁のパーシャルリフト領域でのリフト量ばらつきに起因する噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、パーシャルリフト領域での噴射量制御精度を向上させることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、電磁駆動式の燃料噴射弁(21)を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁(21)の弁体(33)のリフト量がフルリフト位置に到達する噴射パルスで燃料噴射弁(21)を開弁駆動するフルリフト噴射と弁体(33)のリフト量がフルリフト位置に到達しない噴射パルスで燃料噴射弁(21)を開弁駆動するパーシャルリフト噴射とを実行する噴射制御手段(30)と、パーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に、燃料噴射弁(21)の端子電圧をノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧を取得すると共に、端子電圧を第1の周波数よりも低い第2の周波数をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧を取得するフィルタ電圧取得手段(35,36,40)と、第1のフィルタ電圧と第2のフィルタ電圧との差分を算出する差分算出手段(35,36,40)と、所定の基準タイミングから差分が変曲点となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間として算出する時間算出手段(35,36,40)と、電圧変曲点時間に基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正する噴射パルス補正手段(35)とを備え、この噴射パルス補正手段(35)は、パーシャルリフト噴射となる複数の噴射パルス幅毎に電圧変曲点時間と噴射量との関係を予め記憶しておく記憶手段(42)を有し、この記憶手段(42)に予め記憶された噴射パルス幅毎の電圧変曲点時間と噴射量との関係と、時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間とに基づいて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出する構成としたものである。
燃料噴射弁は、噴射パルスのオフ後に誘導起電力によって端子電圧(例えばマイナス端子電圧)が変化する(図16参照)。その際、燃料噴射弁が閉弁するときに、弁体の変化速度(可動コアの変化速度)が比較的大きく変化して、端子電圧の変化特性が変化するため、閉弁タイミング付近で端子電圧の変化特性が変化する電圧変曲点となる。
このような特性に着目して、本発明では、まず、パーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に、端子電圧をノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタでフィルタ処理(なまし処理)した第1のフィルタ電圧を取得すると共に、端子電圧を第1の周波数よりも低い第2の周波数をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタでフィルタ処理(なまし処理)した第2のフィルタ電圧を取得する。これにより、端子電圧からノイズ成分を除去した第1のフィルタ電圧と電圧変曲点検出用の第2のフィルタ電圧を取得することができる。
更に、第1のフィルタ電圧と第2のフィルタ電圧との差分を算出し、所定の基準タイミングから差分が変曲点となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間として算出する。これにより、燃料噴射弁の閉弁タイミングに応じて変化する電圧変曲点時間を精度良く算出することができる。
また、燃料噴射弁のパーシャルリフト領域では、図6に示すように、燃料噴射弁のリフト量のばらつきによって噴射量が変動すると共に閉弁タイミングが変動するため、燃料噴射弁の噴射量と閉弁タイミングとの間には相関関係がある。更に、燃料噴射弁の閉弁タイミングに応じて電圧変曲点時間が変化するため、図7に示すように、電圧変曲点時間と噴射量との間には相関関係がある。
このような関係に着目して、電圧変曲点時間に基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正することで、パーシャルリフト噴射の噴射パルスを精度良く補正することができる。
その際、本発明では、パーシャルリフト噴射となる複数の噴射パルス幅毎に電圧変曲点時間と噴射量との関係を予め記憶しておく。そして、この予め記憶された噴射パルス幅毎の電圧変曲点時間と噴射量との関係と、時間算出手段で算出した電圧変曲点時間(つまり燃料噴射弁の現在の噴射特性を反映した電圧変曲点時間)とに基づいて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出する。これにより、燃料噴射弁の現在の噴射特性において要求噴射量を実現するのに必要な要求噴射パルス幅を精度良く設定することができる。これにより、パーシャルリフト領域でのリフト量ばらつきに起因する噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、パーシャルリフト領域での噴射量制御精度を向上させることができる。
図1は本発明の実施例1におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図2は実施例1のECUの構成を示すブロック図である。 図3は燃料噴射弁のフルリフトを説明する図である。 図4は燃料噴射弁のパーシャルリフトを説明する図である。 図5は燃料噴射弁の噴射パルス幅と実噴射量との関係を示す図である。 図6は燃料噴射弁の噴射量と閉弁タイミング等の関係を説明する図である。 図7は燃料噴射弁の電圧変曲点時間と噴射量との関係を示す図である。 図8は電圧変曲点時間Vdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式を説明する図である。 図9は電圧変曲点時間Vdiffに対応する噴射量Qest を推定する処理を説明する図である。 図10は噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップの一例を概念的に示す図である。 図11は要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する処理を説明する図である。 図12は実施例1の電圧変曲点時間算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図13は実施例1の噴射パルス補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャート(その1)である。 図14は実施例1の噴射パルス補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャート(その2)である。 図15は代表噴射パルス幅Ti(x)を説明する図である。 図16は実施例1の電圧変曲点時間算出の実行例を示すタイムチャートである。 図17は実施例2の電圧変曲点時間算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図18は実施例2の電圧変曲点時間算出の実行例を示すタイムチャートである。 図19は実施例3の電圧変曲点時間算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図20は実施例3の電圧変曲点時間算出の実行例を示すタイムチャートである。 図21は実施例4の電圧変曲点時間算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図22は実施例4の電圧変曲点時間算出の実行例を示すタイムチャートである。 図23は実施例5の電圧変曲点時間Vdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式を説明する図である。 図24は実施例6の噴射パルス補正ルーチンの主要部の処理の流れを示すフローチャートである。 図25は噴射補正量ΔQの算出方法を説明する図である。 図26は噴射補正量ΔQを用いた噴射パルスの補正方法を説明する図である。 図27は実施例7の噴射パルス補正ルーチンの主要部の処理の流れを示すフローチャートである。 図28は電圧変曲点時間Vdiffと噴射量Qとの関係を近似した二次式を説明する図である。 図29は変化割合Qgainを用いた噴射パルスの補正方法を説明する図である。 図30は燃料の粘性の違いよる噴射特性の変化を説明する図である。 図31は実施例8の噴射特性マップ変更ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図32は実施例9のECUの構成を示すブロック図である。 図33は実施例10のECUの構成を示すブロック図である。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
本発明の実施例1を図1乃至図16に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システムの概略構成を説明する。
筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ19が設けられている。また、サージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられ、エンジン11の各気筒には、それぞれ筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各気筒の点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられ、この排出ガスセンサ24の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒25が設けられている。
また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ26や、ノッキングを検出するノックセンサ27が取り付けられている。また、クランク軸28の外周側には、クランク軸28が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ29が取り付けられ、このクランク角センサ29の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
これら各種センサの出力は、電子制御ユニット(以下「ECU」と表記する)30に入力される。このECU30は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度(吸入空気量)等を制御する。
図2に示すように、ECU30には、エンジン制御用マイコン35(エンジン11の制御用のマイクロコンピュータ)やインジェクタ駆動用IC36(燃料噴射弁21の駆動用IC)等が設けられている。ECU30は、エンジン制御用マイコン35で、エンジン運転状態(例えばエンジン回転速度やエンジン負荷等)に応じて要求噴射量を算出して、この要求噴射量に応じて要求噴射パルス幅Ti (噴射時間)を算出し、インジェクタ駆動用IC36で、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅Ti で燃料噴射弁21を開弁駆動して要求噴射量分の燃料を噴射する。
図3及び図4に示すように、燃料噴射弁21は、噴射パルスをオンして駆動コイル31に通電したときに駆動コイル31によって生じる電磁力によってプランジャ32(可動コア)と一体的にニードル弁33(弁体)を開弁方向に駆動する構成となっている。図3に示すように、噴射パルス幅が比較的長くなるフルリフト領域では、ニードル弁33のリフト量がフルリフト位置(プランジャ32がストッパ34に突き当たる位置)に到達するが、図4に示すように、噴射パルス幅が比較的短くなるパーシャルリフト領域では、ニードル弁33のリフト量がフルリフト位置に到達しないパーシャルリフト状態(プランジャ32がストッパ34に突き当たる手前の状態)となる。
ECU30は、フルリフト領域ではニードル弁33のリフト量がフルリフト位置に到達する噴射パルスで燃料噴射弁21を開弁駆動するフルリフト噴射を実行し、パーシャルリフト領域ではニードル弁33のリフト量がフルリフト位置に到達しないパーシャルリフト状態となる噴射パルスで燃料噴射弁21を開弁駆動するパーシャルリフト噴射を実行する噴射制御手段として機能する。
高圧の燃料を筒内に噴射する筒内噴射式エンジン11の燃料噴射弁21は、図5に示すように、噴射パルス幅に対する実噴射量の変化特性のリニアリティ(直線性)がパーシャルリフト領域(噴射パルス幅が短くてニードル弁33のリフト量がフルリフト位置に到達しないパーシャルリフト状態となる領域)で悪化する傾向がある。このパーシャルリフト領域では、ニードル弁33のリフト量のばらつきが大きくなって噴射量ばらつきが大きくなる傾向があり、噴射量ばらつきが大きくなると、排気エミッションやドライバビリティが悪化する可能性がある。
ところで、燃料噴射弁21は、噴射パルスのオフ後に誘導起電力によってマイナス端子電圧が変化する(図16参照)。その際、燃料噴射弁21が閉弁するときに、ニードル弁33の変化速度(プランジャ32の変化速度)が比較的大きく変化して、マイナス端子電圧の変化特性が変化するため、閉弁タイミング付近でマイナス端子電圧の変化特性が変化する電圧変曲点となる。
このような特性に着目して、本実施例1では、ECU30(例えばインジェクタ駆動用IC36)により後述する図12の電圧変曲点時間算出ルーチンを実行することで、閉弁タイミングに関連する情報として電圧変曲点時間を次のようにして算出する。
ECU30は、インジェクタ駆動用IC36の演算部37(図2参照)で、パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm をノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数f1 をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタでフィルタ処理(なまし処理)した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1の周波数f1 よりも低い第2の周波数f2 をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタでフィルタ処理(なまし処理)した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。これにより、マイナス端子電圧Vm からノイズ成分を除去した第1のフィルタ電圧Vsm1 と電圧変曲点検出用の第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出することができる。
更に、インジェクタ駆動用IC36の演算部37で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiff(=Vsm1 −Vsm2 )を算出し、所定の基準タイミングから差分Vdiffが変曲点となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。この際、本実施例1では、差分Vdiffが所定の閾値Vt を越えるタイミングを、差分Vdiffが変曲点となるタイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出する。つまり、所定の基準タイミングから差分Vdiffが所定の閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。これにより、燃料噴射弁21の閉弁タイミングに応じて変化する電圧変曲点時間Tdiffを精度良く算出することができる。本実施例1では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出する。尚、閾値Vt は、エンジン制御用マイコン35の閾値算出部38(図2参照)で燃圧や燃温等に応じて算出される。或は、閾値Vt を予め設定した固定値としても良い。
また、燃料噴射弁21のパーシャルリフト領域では、図6に示すように、燃料噴射弁21のリフト量のばらつきによって噴射量が変動すると共に閉弁タイミングが変動するため、燃料噴射弁21の噴射量と閉弁タイミングとの間には相関関係がある。更に、燃料噴射弁21の閉弁タイミングに応じて電圧変曲点時間Tdiffが変化するため、図7に示すように、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量との間には相関関係がある。
このような関係に着目して、本実施例1では、ECU30(例えばエンジン制御用マイコン35)により後述する図13及び図14の噴射パルス補正ルーチンを実行することで、電圧変曲点時間Tdiffに基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを次のようにして補正する。
ECU30は、エンジン制御用マイコン35のROM42(記憶手段)に、パーシャルリフト噴射となる複数の噴射パルス幅Ti 毎に電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を予め記憶しておく。本実施例1では、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係として、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式Q=a×Tdiff+bを用いる。この場合、図8に示すように、予め試験データ等に基づいて、複数(例えばm個)の噴射パルス幅Ti[1]〜Ti[m]について、それぞれ電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式Q=a×Tdiff+bを作成しておき、噴射パルス幅Ti 毎に一次式Q=a×Tdiff+bの傾きaと切片bをROM42に記憶しておく。
そして、ECU30は、エンジン制御用マイコン35の噴射パルス補正演算部39で、まず、ROM42に予め記憶された噴射パルス幅Ti 毎の電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(一次式Q=a×Tdiff+b)を用いて、インジェクタ駆動用IC36(演算部37)で算出した電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を噴射パルス幅Ti 毎に推定する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。具体的には、図9に示すように、n気筒のエンジン11の場合には、第1気筒#1〜第n気筒#nについて、それぞれ噴射パルス幅Ti[1]〜Ti[m]毎に記憶された一次式Q=a×Tdiff+bを用いて、該当する気筒の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を噴射パルス幅Ti 毎に推定(算出)する。これにより、現在の電圧変曲点時間Tdiff(つまり燃料噴射弁21の現在の噴射特性を反映した電圧変曲点時間Tdiff)に対応する噴射量Qest を噴射パルス幅Ti 毎に推定することができる。
更に、その推定結果(噴射パルス幅Ti 毎に電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を推定した結果)に基づいて、噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を設定する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。具体的には、図10に示すように、n気筒のエンジン11の場合には、第1気筒#1〜第n気筒#nについて、それぞれ噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップを作成する。これにより、燃料噴射弁21の現在の噴射特性に対応した噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を設定することができ、噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を修正することができる。
この後、噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップを用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。具体的には、図11に示すように、n気筒のエンジン11の場合には、第1気筒#1〜第n気筒#nについて、それぞれ該当する気筒のマップ(噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップ)を用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する。これにより、燃料噴射弁21の現在の噴射特性において要求噴射量Qreq を実現するのに必要な要求噴射パルス幅Tireqを精度良く設定することができる。
本実施例1では、インジェクタ駆動用IC36(演算部37)が特許請求の範囲でいうフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能し、エンジン制御用マイコン35(噴射パルス補正演算部39)が特許請求の範囲でいう噴射パルス補正手段として機能する。
以下、本実施例1でECU30(エンジン制御用マイコン35及び/又はインジェクタ駆動用IC36)が実行する図12の電圧変曲点時間算出ルーチンと図13及び図14の噴射パルス補正ルーチンの処理内容を説明する。
[電圧変曲点時間算出ルーチン]
図12に示す電圧変曲点時間算出ルーチンは、ECU30の電源オン期間中(例えばイグニッションスイッチのオン期間中)に所定の演算周期Ts で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、パーシャルリフト噴射の実行中であるか否かを判定する。このステップ101で、パーシャルリフト噴射の実行中ではないと判定された場合には、ステップ102以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ101で、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、ステップ102に進み、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を取得する。この場合、本ルーチンの演算周期Ts がマイナス端子電圧Vm のサンプリング周期Ts となる。
この後、ステップ103に進み、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm をノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数f1 をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタ(つまりカットオフ周波数f1 よりも低い周波数帯域を通過域とするローパスフィルタ)でフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出する。
第1のローパスフィルタは、第1のフィルタ電圧の前回値Vsm1(k-1)とマイナス端子電圧の今回値Vm(k)とを用いて第1のフィルタ電圧の今回値Vsm1(k)を求める下記(1)式で実装されるデジタルフィルタである。
Vsm1(k)={(n1 −1)/n1 }×Vsm1(k-1)+(1/n1 )×Vm(k)…(1)
この第1のローパスフィルタの時定数n1 は、マイナス端子電圧Vm のサンプリング周波数fs (=1/Ts )と第1のローパスフィルタのカットオフ周波数f1 とを用いた下記(2)式の関係を満たすように設定されている。
1/fs :1/f1 =1:(n1 −1)…(2)
これにより、ノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数f1 をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を容易に算出することができる。
この後、ステップ104に進み、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1の周波数f1 よりも低い第2の周波数f2 をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタ(つまりカットオフ周波数f2 よりも低い周波数帯域を通過域とするローパスフィルタ)でフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する。
第2のローパスフィルタは、第2のフィルタ電圧の前回値Vsm2(k-1)とマイナス端子電圧の今回値Vm(k)とを用いて第2のフィルタ電圧の今回値Vsm2(k)を求める下記(3)式で実装されるデジタルフィルタである。
Vsm2(k)={(n2 −1)/n2 }×Vsm2(k-1)+(1/n2 )×Vm(k)…(3)
この第2のローパスフィルタの時定数n2 は、マイナス端子電圧Vm のサンプリング周波数fs (=1/Ts )と第2のローパスフィルタのカットオフ周波数f2 とを用いた下記(4)式の関係を満たすように設定されている。
1/fs :1/f2 =1:(n2 −1)…(4)
これにより、第1の周波数f1 よりも低い第2の周波数f2 をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を容易に算出することができる。
この後、ステップ105に進み、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiff(=Vsm1 −Vsm2 )を算出する。尚、この差分Vdiffが0以上にならないようにガード処理して、マイナス成分だけを抽出するようにしても良い。
この後、ステップ106に進み、閾値Vt を取得すると共に、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) を取得する。
この後、ステップ107に進み、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングであるか否かを判定する。このステップ107で、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングであると判定された場合には、ステップ110に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を「0」にリセットする。
Tdiff(k) =0
一方、上記ステップ107で、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングではないと判定された場合には、ステップ108に進み、噴射パルスがオンであるか否かを判定する。このステップ108で、噴射パルスがオンであると判定された場合には、ステップ111に進み、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) に所定値Ts (本ルーチンの演算周期)を加算して電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を求めることで、電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
その後、上記ステップ108で、噴射パルスがオンではない(つまり噴射パルスがオフである)と判定された場合には、ステップ109に進み、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えたか否か(閾値Vt よりも小から大になったか否か)を判定する。
このステップ109で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffがまだ閾値Vt を越えていないと判定された場合には、ステップ111に進み、電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする処理を継続する。
その後、上記ステップ109で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えたと判定された場合には、電圧変曲点時間Tdiffの算出が完了したと判断して、ステップ112に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持する。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
これにより、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出し、この電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングまで保持する。このようにして電圧変曲点時間Tdiffを算出する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。
[噴射パルス補正ルーチン]
図13及び図14に示す噴射パルス補正ルーチンは、ECU30の電源オン期間中(例えばイグニッションスイッチのオン期間中)に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、パーシャルリフト噴射の実行中であるか否かを判定する。このステップ201で、パーシャルリフト噴射の実行中ではないと判定された場合には、ステップ202以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ201で、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、ステップ202に進み、所定の実行条件が成立しているか否かを、例えば、噴射パルス幅Ti を後述する代表噴射パルス幅Ti(x)に設定しても良い運転状態であるか否か等によって判定する。
このステップ202で、実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ203に進み、噴射パルス幅Ti をパーシャルリフト噴射となる噴射パルス幅のうちの一つの代表噴射パルス幅Ti(x)に設定する。
図15に示すように、燃料噴射弁21は、パーシャルリフト噴射とフルリフト噴射との境界に相当する噴射量Qa の略1/2の噴射量となる噴射パルス幅付近(図15に点線で示す領域内の噴射パルス幅)で噴射量ばらつき幅が最も大きくなる傾向がある。このような特性を考慮に入れて、代表噴射パルス幅Ti(x)は、パーシャルリフト噴射とフルリフト噴射との境界に相当する噴射量Qa の1/2の噴射量となる噴射パルス幅に設定されている。
この後、ステップ204に進み、図12のルーチンで算出した各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の電圧変曲点時間Tdiffを取得する。つまり、代表噴射パルス幅Ti(x)でパーシャルリフト噴射を実行した場合にインジェクタ駆動用IC36(演算部37)で算出した各気筒の電圧変曲点時間Tdiffを取得する。
この後、図14のステップ205に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ噴射パルス幅Ti[1]〜Ti[m]毎に記憶された一次式Q=a×Tdiff+bを用いて、該当する気筒の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を噴射パルス幅Ti 毎に推定(算出)する(図9参照)。
この後、ステップ206に進み、上記ステップ205の推定結果に基づいて、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)毎に噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップ(図10参照)を作成して、噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップを修正(更新)する。
この後、ステップ207に進み、要求噴射量Qreq を取得した後、ステップ208に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ該当する気筒のマップ(噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップ)を用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する(図11参照)。
その後、上記ステップ202で、実行条件が不成立であると判定された場合には、ステップ203〜206の処理を飛ばして、ステップ207に進み、修正後(更新後)のマップを用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する(ステップ207,208)。
次に、図16のタイムチャートを用いて本実施例1の電圧変曲点時間算出の実行例を説明する。
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する。更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiff(=Vsm1 −Vsm2 )を算出する。
そして、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)t1 で、電圧変曲点時間Tdiffを「0」にリセットした後、電圧変曲点時間Tdiffの算出を開始して、所定の演算周期Ts で電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする処理を繰り返す。
その後、噴射パルスのオフ後に第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングt2 で、電圧変曲点時間Tdiffの算出を完了する。これにより、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)t1 から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングt2 までの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
この電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングt3 まで保持し、この間(電圧変曲点時間Tdiffの算出完了タイミングt2 から次の基準タイミングt3 までの期間)に、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffをインジェクタ駆動用IC36から取得する。
以上説明した本実施例1では、パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出することで、ノイズ成分を除去した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出することができる。また、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出することで、電圧変曲点検出用の第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出することができる。
更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出し、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出することで、燃料噴射弁21の閉弁タイミングに応じて変化する電圧変曲点時間Tdiffを精度良く算出することができる。
そして、この電圧変曲点時間Tdiffに基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正することで、パーシャルリフト噴射の噴射パルスを精度良く補正することができる。
その際、本実施例1では、まず、ROM42に予め記憶された噴射パルス幅Ti 毎の電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(一次式Q=a×Tdiff+b)を用いて、現在の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を噴射パルス幅Ti 毎に推定し、その推定結果に基づいて、噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップを作成する。このマップを用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出することで、燃料噴射弁21の現在の噴射特性において要求噴射量Qreq を実現するのに必要な要求噴射パルス幅Tireqを精度良く設定することができる。これにより、パーシャルリフト領域でのリフト量ばらつきに起因する噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、パーシャルリフト領域での噴射量制御精度を向上させることができる。
また、本実施例1では、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係として、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式Q=a×Tdiff+bを用いるようにしたので、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を比較的簡単な数式で表すことができ、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(一次式)を用いて、現在の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を推定(演算)する際のエンジン制御用マイコン35の演算負荷を低減することができる。
更に、本実施例1では、噴射パルス幅Ti 毎に一次式Q=a×Tdiff+bの傾きaと切片bをROM42に記憶しておくようにしたので、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(一次式)を記憶しておくのに必要な記憶データ量(メモリ使用量)を低減することができる。
また、本実施例1では、各気筒毎に噴射パルスを補正するようにしたので、各気筒の燃料噴射弁21のパーシャルリフト領域での噴射量ばらつき幅が異なっていても、各気筒毎(各気筒の燃料噴射弁21毎)にそれぞれ噴射パルスを補正して、各気筒毎にパーシャルリフト領域での噴射量制御精度を向上させることができる。
また、本実施例1では、噴射パルスを補正する際に、パーシャルリフト噴射となる噴射パルス幅のうちの一つの代表噴射パルス幅Ti(x)でパーシャルリフト噴射を実行した場合に算出した電圧変曲点時間Tdiffを用いるようにしたので、噴射パルスを補正する際に、一つの代表噴射パルス幅Ti(x)でパーシャルリフト噴射を実行した場合の電圧変曲点時間Tdiffを用いるだけで良く、エンジン制御用マイコン35の演算負荷を低減することができる。
しかも、本実施例1では、パーシャルリフト噴射とフルリフト噴射との境界に相当する噴射量Qa の略1/2の噴射量となる噴射パルス幅付近で噴射量ばらつき幅が最も大きくなる傾向があることを考慮に入れて、代表噴射パルス幅Ti(x)を、パーシャルリフト噴射とフルリフト噴射との境界に相当する噴射量Qa の1/2の噴射量となる噴射パルス幅に設定するようにしたので、噴射量ばらつき幅が最も大きくなる噴射パルス幅でパーシャルリフト噴射を実行した場合の電圧変曲点時間Tdiff(つまり噴射量ばらつきの影響を精度良く反映した電圧変曲点時間Tdiff)を用いて噴射パルスを補正することができ、噴射量ばらつきの補正精度を向上させることができる。
また、本実施例1では、第1のローパスフィルタと第2のローパスフィルタとして、それぞれデジタルフィルタを用いるようにしたので、第1のローパスフィルタと第2のローパスフィルタを容易に実装することができる。
更に、本実施例1では、インジェクタ駆動用IC36(演算部37)がフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能するようにしたので、ECU30のうちのインジェクタ駆動用IC36の仕様を変更するだけでフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段としての機能を実現することができると共に、エンジン制御用マイコン35の演算負荷を軽減することができる。
また、本実施例1では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたので、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準にして電圧変曲点時間Tdiffを精度良く算出することができる。
また、本実施例1では、基準タイミングで電圧変曲点時間Tdiffをリセットした後に電圧変曲点時間Tdiffの算出を開始し、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングで電圧変曲点時間Tdiffの算出を完了し、この電圧変曲点時間の算出値を次の基準タイミングまで保持するようにしたので、電圧変曲点時間Tdiffの算出完了から次の基準タイミングまで電圧変曲点時間Tdiffの算出値を保持することができ、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffを取得可能な期間を長くすることができる。
次に、図17及び図18を用いて本発明の実施例2を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
前記実施例1では、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが所定の閾値Vt を越えるタイミングを、差分Vdiffが変曲点となるタイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたが、本実施例2では、ECU30により後述する図17の電圧変曲点時間算出ルーチンを実行することで、電圧変曲点時間Tdiffを次のようにして算出する。
ECU30は、インジェクタ駆動用IC36の演算部37で、差分Vdiffをノイズ成分の周波数よりも低い第3の周波数f3 をカットオフ周波数とする第3のローパスフィルタでフィルタ処理(なまし処理)した第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を算出すると共に、差分Vdiffを第3の周波数f3 よりも低い第4の周波数f4 をカットオフ周波数とする第4のローパスフィルタでフィルタ処理(なまし処理)した第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を算出する。更に、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3と第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4との差分を2階差分Vdiff2 (=Vdiff.sm3−Vdiff.sm4)として算出し、この2階差分Vdiff2 が極値となるタイミング(例えば2階差分Vdiff2 が増加しなくなったタイミング)を、差分Vdiffが変曲点となるタイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出する。つまり、所定の基準タイミングから2階差分Vdiff2 が極値となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。これにより、燃料噴射弁21の閉弁タイミングに応じて変化する電圧変曲点時間Tdiffを精度良く且つ早いタイミングで算出することができる。本実施例2では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出する。
本実施例2で実行する図17のルーチンのステップ301〜305の処理は、前記実施例1で説明した図12のルーチンのステップ101〜105の処理と同じである。
図17の電圧変曲点時間算出ルーチンでは、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する(ステップ301〜304)。この後、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiff(=Vsm1 −Vsm2 )を算出する(ステップ305)。
この後、ステップ306に進み、差分Vdiffをノイズ成分の周波数よりも低い第3の周波数f3 をカットオフ周波数とする第3のローパスフィルタ(つまりカットオフ周波数f3 よりも低い周波数帯域を通過域とするローパスフィルタ)でフィルタ処理した第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を算出する。
第3のローパスフィルタは、第3のフィルタ電圧の前回値Vdiff.sm3(k-1) と差分の今回値Vdiff(k) とを用いて第3のフィルタ電圧の今回値Vdiff.sm3(k) を求める下記(5)式で実装されるデジタルフィルタである。
Vdiff.sm3(k) ={(n3 −1)/n3 }×Vdiff.sm3(k-1)
+(1/n3 )×Vdiff(k) …(5)
この第3のローパスフィルタの時定数n3 は、マイナス端子電圧Vm のサンプリング周波数fs (=1/Ts )と第3のローパスフィルタのカットオフ周波数f3 とを用いた下記(6)式の関係を満たすように設定されている。
1/fs :1/f3 =1:(n3 −1)…(6)
これにより、ノイズ成分の周波数よりも低い第3の周波数f3 をカットオフ周波数とする第3のローパスフィルタでフィルタ処理した第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を容易に算出することができる。
この後、ステップ307に進み、差分Vdiffを第3の周波数f3 よりも低い第4の周波数f4 をカットオフ周波数とする第4のローパスフィルタ(つまりカットオフ周波数f4 よりも低い周波数帯域を通過域とするローパスフィルタ)でフィルタ処理した第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を算出する。
第4のローパスフィルタは、第4のフィルタ電圧の前回値Vdiff.sm4(k-1) と差分の今回値Vdiff(k) とを用いて第4のフィルタ電圧の今回値Vdiff.sm4(k) を求める下記(7)式で実装されるデジタルフィルタである。
Vdiff.sm4(k) ={(n4 −1)/n4 }×Vdiff.sm4(k-1)
+(1/n4 )×Vdiff(k) …(7)
この第4のローパスフィルタの時定数n4 は、マイナス端子電圧Vm のサンプリング周波数fs (=1/Ts )と第4のローパスフィルタのカットオフ周波数f4 とを用いた下記(8)式の関係を満たすように設定されている。
1/fs :1/f4 =1:(n4 −1)…(8)
これにより、第3の周波数f3 よりも低い第4の周波数f4 をカットオフ周波数とする第4のローパスフィルタでフィルタ処理した第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を容易に算出することができる。
尚、第3のローパスフィルタのカットオフ周波数f3 は、第1のローパスフィルタのカットオフ周波数f1 よりも高い周波数に設定され、第4のローパスフィルタのカットオフ周波数f4 は、第2のローパスフィルタのカットオフ周波数f2 よりも低い周波数に設定されている(つまりf3 >f1 >f2 >f4 の関係を満たしている)。
この後、ステップ308に進み、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3と第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4との差分を2階差分Vdiff2 (=Vdiff.sm3−Vdiff.sm4)として算出した後、ステップ309に進み、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) を取得する。
この後、ステップ310に進み、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングであるか否かを判定する。このステップ310で、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングであると判定された場合には、ステップ314に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を「0」にリセットすると共に、完了フラグDetect を「0」にリセットする。
Tdiff(k) =0
Detect =0
一方、上記ステップ310で、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングではないと判定された場合には、ステップ311に進み、完了フラグDetect が「0」であるか否かを判定し、完了フラグDetect が「0」であると判定されれば、ステップ312に進み、噴射パルスがオンであるか否かを判定する。
このステップ312で、噴射パルスがオンであると判定された場合には、ステップ315に進み、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) に所定値Ts (本ルーチンの演算周期)を加算して電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を求めることで、電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
その後、上記ステップ312で、噴射パルスがオンではない(つまり噴射パルスがオフである)と判定された場合には、ステップ313に進み、2階差分の今回値Vdiff2(k)が前回値Vdiff2(k-1)よりも大きいか否かによって、2階差分Vdiff2 が増加しているか否かを判定する。この2階差分Vdiff2 が増加しなくなったときに2階差分Vdiff2 が極値であると判定する。
このステップ313で、2階差分の今回値Vdiff2(k)が前回値Vdiff2(k-1)よりも大きい(2階差分Vdiff2 が増加している)と判定された場合には、ステップ315に進み、電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする処理を継続する。
その後、上記ステップ313で、2階差分の今回値Vdiff2(k)が前回値Vdiff2(k-1)以下である(2階差分Vdiff2 が増加していない)と判定された場合には、電圧変曲点時間Tdiffの算出が完了したと判断して、ステップ316に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持すると共に、完了フラグDetect を「1」にセットする。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
Detect =1
その後、上記ステップ311で、完了フラグDetect が1であると判定された場合には、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持したまま、本ルーチンを終了する。
これにより、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)から2階差分Vdiff2 が極値となるタイミング(2階差分Vdiff2 が増加しなくなったタイミング)までの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出し、この電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングまで保持する。
次に、図18のタイムチャートを用いて本実施例2の電圧変曲点時間算出の実行例を説明する。
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出し、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出する。
更に、差分Vdiffを第3のローパスフィルタでフィルタ処理した第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を算出すると共に、差分Vdiffを第4のローパスフィルタでフィルタ処理した第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を算出し、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3と第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4との差分を2階差分Vdiff2 (=Vdiff.sm3−Vdiff.sm4)として算出する。
そして、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)t1 で、電圧変曲点時間Tdiffを「0」にリセットした後、電圧変曲点時間Tdiffの算出を開始して、所定の演算周期Ts で電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする処理を繰り返す。
その後、噴射パルスのオフ後に2階差分Vdiff2 が極値となるタイミング(2階差分Vdiff2 が増加しなくなったタイミング)t2'で、電圧変曲点時間Tdiffの算出を完了する。これにより、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミング(基準タイミング)t1 から2階差分Vdiff2 が極値となるタイミングt2'までの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
この電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングt3 まで保持し、この間(電圧変曲点時間Tdiffの算出完了タイミングt2'から次の基準タイミングt3 までの期間)に、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffをインジェクタ駆動用IC36から取得する。
以上説明した本実施例2では、差分Vdiffを第3のローパスフィルタでフィルタ処理した第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を算出すると共に、差分Vdiffを第4のローパスフィルタでフィルタ処理した第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を算出し、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3と第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4との差分を2階差分Vdiff2 として算出する。この2階差分Vdiff2 が極値となるタイミング(2階差分Vdiff2 が増加しなくなったタイミング)を、差分Vdiffが変曲点となるタイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしている。これにより、燃料噴射弁21の閉弁タイミングに応じて変化する電圧変曲点時間Tdiffを精度良く算出することができると共に電圧変曲点時間Tdiffが回路ばらつき等に起因する端子電圧波形のオフセットずれの影響を避けることができる。
次に、図19及び図20を用いて本発明の実施例3を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
前記実施例1では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたが、本実施例3では、ECU30により後述する図19の電圧変曲点時間算出ルーチンを実行することで、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしている。
本実施例3で実行する図19のルーチンのステップ401〜406の処理は、前記実施例1で説明した図12のルーチンのステップ101〜106の処理と同じである。
図19の電圧変曲点時間算出ルーチンでは、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する(ステップ401〜404)。
この後、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出した後、閾値Vt を取得すると共に、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) を取得する(ステップ405,406)。
この後、ステップ407に進み、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミングであるか否かを判定する。このステップ407で、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミングであると判定された場合には、ステップ410に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を「0」にリセットする。
Tdiff(k) =0
一方、上記ステップ407で、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミングではないと判定された場合には、ステップ408に進み、噴射パルスがオフであるか否かを判定する。このステップ408で、噴射パルスがオフであると判定された場合には、ステップ409に進み、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えたか否か(閾値Vt よりも小から大になったか否か)を判定する。
このステップ409で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffがまだ閾値Vt を越えていないと判定された場合には、ステップ411に進み、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) に所定値Ts (本ルーチンの演算周期)を加算して電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を求めることで、電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
その後、上記ステップ409で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えたと判定された場合には、電圧変曲点時間Tdiffの算出が完了したと判断して、ステップ412に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持する。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
これにより、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミング(基準タイミング)から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
その後、上記ステップ408で、噴射パルスがオフではない(つまり噴射パルスがオンである)と判定された場合にも、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持する処理を継続して、電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングまで保持する。
次に、図20のタイムチャートを用いて本実施例3の電圧変曲点時間算出の実行例を説明する。
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出し、更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出する。
そして、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミング(基準タイミング)t4 で、電圧変曲点時間Tdiffを「0」にリセットした後、電圧変曲点時間Tdiffの算出を開始して、所定の演算周期Ts で電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする処理を繰り返す。
その後、噴射パルスのオフ後に第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングt5 で、電圧変曲点時間Tdiffの算出を完了する。これにより、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミング(基準タイミング)t4 から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングt5 までの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
この電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングt6 まで保持し、この間(電圧変曲点時間Tdiffの算出完了タイミングt5 から次の基準タイミングt6 までの期間)に、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffをインジェクタ駆動用IC36から取得する。
以上説明した本実施例3では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたので、噴射パルスがオンからオフに切り換わるタイミングを基準にして電圧変曲点時間Tdiffを精度良く算出することができる。また、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとする場合(実施例1)に比べて、電圧変曲点時間Tdiffの算出値を保持する期間を長くすることができ、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffを取得可能な期間を更に長くすることができる。
尚、上記実施例3では、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングから差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出するようにしたが、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングから2階差分Vdiff2 が極値となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出するようにしても良い。
次に、図21及び図22を用いて本発明の実施例4を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
前記実施例1では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたが、本実施例4では、ECU30により後述する図21の電圧変曲点時間算出ルーチンを実行することで、パーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしている。
本実施例4で実行する図21のルーチンのステップ501〜506の処理は、前記実施例1で説明した図12のルーチンのステップ101〜106の処理と同じである。
図21の電圧変曲点時間算出ルーチンでは、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する(ステップ501〜504)。
この後、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出した後、閾値Vt を取得すると共に、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) を取得する(ステップ505,506)。
この後、ステップ507に進み、噴射パルスがオフであるか否かを判定する。このステップ507で、噴射パルスがオフであると判定された場合には、ステップ508に進み、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミング(所定値Voff よりも大から小になるタイミング)であるか否かを判定する。
このステップ508で、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングであると判定された場合には、ステップ510に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を「0」にリセットする。
Tdiff(k) =0
一方、上記ステップ508で、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングではないと判定された場合には、ステップ509に進み、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えたか否か(閾値Vt よりも小から大になったか否か)を判定する。
このステップ509で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffがまだ閾値Vt を越えていないと判定された場合には、ステップ511に進み、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) に所定値Ts (本ルーチンの演算周期)を加算して電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を求めることで、電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
その後、上記ステップ509で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えたと判定された場合には、電圧変曲点時間Tdiffの算出が完了したと判断して、ステップ512に進み、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持する。
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
これにより、噴射パルスのオフ後に燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミング(基準タイミング)から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
その後、上記ステップ507で、噴射パルスがオフではない(つまり噴射パルスがオンである)と判定された場合にも、電圧変曲点時間の今回値Tdiff(k) を前回値Tdiff(k-1) に保持する処理を継続して、電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングまで保持する。
次に、図22のタイムチャートを用いて本実施例4の電圧変曲点時間算出の実行例を説明する。
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出し、更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出する。
そして、噴射パルスのオフ後に燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミング(基準タイミング)t7 で、電圧変曲点時間Tdiffを「0」にリセットした後、電圧変曲点時間Tdiffの算出を開始して、所定の演算周期Ts で電圧変曲点時間Tdiffをカウントアップする処理を繰り返す。
その後、噴射パルスのオフ後に第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングt8 で、電圧変曲点時間Tdiffの算出を完了する。これにより、噴射パルスのオフ後に燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミング(基準タイミング)t7 から差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングt8 までの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
この電圧変曲点時間Tdiffの算出値を次の基準タイミングt9 まで保持し、この間(電圧変曲点時間Tdiffの算出完了タイミングt8 から次の基準タイミングt9 までの期間)に、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffをインジェクタ駆動用IC36から取得する。
以上説明した本実施例4では、パーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングを基準タイミングとして電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたので、噴射パルスのオフ後に燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングを基準にして電圧変曲点時間Tdiffを精度良く算出することができる。また、噴射パルスがオフからオンに切り換わるタイミングを基準タイミングとする場合(実施例1)に比べて、電圧変曲点時間Tdiffの算出値を保持する期間を長くすることができ、エンジン制御用マイコン35が電圧変曲点時間Tdiffを取得可能な期間を更に長くすることができる。
尚、上記実施例4では、マイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングから差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出するようにしたが、マイナス端子電圧Vm が所定値Voff を下回るタイミングから2階差分Vdiff2 が極値となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出するようにしても良い。
次に、図23を用いて本発明の実施例5を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例5では、ECU30により電圧変曲点時間Tdiffに基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正する際に、燃料噴射弁21に供給される燃料の圧力(以下「燃圧」という)も考慮するようにしている。
本実施例5では、ECU30は、エンジン制御用マイコン35のROM42に、複数の燃圧PFについて、それぞれ複数の噴射パルス幅Ti 毎に電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(一次式Q=a×Tdiff+b)を予め記憶しておく。この場合、図23に示すように、予め試験データ等に基づいて、複数(例えばm種類)の噴射パルス幅Ti[1]〜Ti[m]についてそれぞれ電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式Q=a×Tdiff+bを作成する処理を、複数(例えばp種類)の燃圧PF[1] 〜PF[p] についてそれぞれ実施しておき、燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に一次式Q=a×Tdiff+bの傾きaと切片bをROM42に記憶しておく。つまり、各燃圧PF[pi]([pi]は[1] 〜[p] )について、それぞれ噴射パルス幅Ti[mi] ([mi]は[1] 〜[m] )毎に一次式Q=a×Tdiff+bの傾きaと切片bをROM42に記憶しておく。
そして、ECU30は、エンジン制御用マイコン35の噴射パルス補正演算部39で、まず、ROM42に予め記憶された燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎の電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(一次式Q=a×Tdiff+b)を用いて、インジェクタ駆動用IC36(演算部37)で算出した電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に推定する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。具体的には、n気筒のエンジン11の場合には、第1気筒#1〜第n気筒#nについて、それぞれ燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に記憶された一次式Q=a×Tdiff+bを用いて、該当する気筒の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に推定(算出)する。これにより、現在の電圧変曲点時間Tdiff(つまり燃料噴射弁21の現在の噴射特性を反映した電圧変曲点時間Tdiff)に対応する噴射量Qest を燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に推定することができる。
更に、その推定結果(燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を推定した結果)に基づいて、各燃圧PF毎に噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を設定する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。具体的には、n気筒のエンジン11の場合には、第1気筒#1〜第n気筒#nについて、それぞれ各燃圧PF毎に噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップを作成する。これにより、各燃圧PF毎に燃料噴射弁21の現在の噴射特性に対応した噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を設定することができ、噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を修正することができる。
この後、各燃圧PF毎に設定された噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップの中から、現在の燃圧PFにおける噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップを選択し、このマップを用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。具体的には、n気筒のエンジン11の場合には、第1気筒#1〜第n気筒#nについて、それぞれ該当する気筒のマップ(現在の燃圧PFにおける噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップ)を用いて、要求噴射量Qreq に応じた要求噴射パルス幅Tireqを算出する。これにより、現在の燃圧PF及び燃料噴射弁21の現在の噴射特性において要求噴射量Qreq を実現するのに必要な要求噴射パルス幅Tireqを精度良く設定することができる。
次に、図24乃至図26を用いて本発明の実施例6を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例6では、ECU30は、前記実施例1で説明した図13及び図14の噴射パルス補正ルーチンのうち図14の処理を図24の処理に置き換えたルーチンを実行することで、電圧変曲点時間Tdiffに基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを次のようにして補正する。
ECU30は、エンジン制御用マイコン35の噴射パルス補正演算部39で、図25に示すように、全気筒の電圧変曲点時間Tdiffの平均値Tdiff.aveを算出して、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の電圧変曲点時間Tdiff[#i]([#i]は[#1]〜[#n])と平均値Tdiff.aveとの偏差ΔTdiff[#i]を気筒毎に算出する。この偏差ΔTdiff[#i]と、ROM42に予め記憶された電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qest との関係(例えば一次式Q=a×Tdiff+bの傾きa)とに基づいて噴射補正量ΔQ[#i]を気筒毎に算出する。
ΔQ[#i]=ΔTdiff[#i]×a
この後、図26に示すように、噴射補正量ΔQ[#i]を用いて要求噴射量Qreq を補正して、補正要求噴射量Qreq[#i] =Qreq −ΔQ[#i]を気筒毎に求め、この補正要求噴射量Qreq[#i] に応じた要求噴射パルス幅Tireqを気筒毎に算出する。
以下、本実施例6でECU30が実行する図24のルーチンの処理内容を説明する。
図13のステップ204で、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の電圧変曲点時間Tdiff[#1]〜Tdiff[#n]を取得した後、図24のステップ601に進み、全気筒の電圧変曲点時間Tdiff[#1]〜Tdiff[#n]の平均値Tdiff.aveを算出する。
Tdiff.ave=(Tdiff[#1]+Tdiff[#2]+・・・・・+Tdiff[#n])/n
この後、ステップ602に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ電圧変曲点時間Tdiff[#i]と平均値Tdiff.aveとの偏差ΔTdiff[#i]を算出する。
ΔTdiff[#i]=Tdiff[#i]−Tdiff.ave
この後、ステップ603に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ偏差ΔTdiff[#i]と、ROM42に予め記憶された燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎の一次式Q=a×Tdiff+bの傾きa[mi][pi]とに基づいて、燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に噴射補正量ΔQ[#i][mi][pi]を算出する。
ΔQ[#i][mi][pi]=ΔTdiff[#i]×a[mi][pi]
この後、ステップ604に進み、上記ステップ603の算出結果(燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎の噴射補正量ΔQ[#i][mi][pi])を用いて、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ燃圧PFと噴射パルス幅Ti と噴射補正量ΔQとの関係を規定する噴射補正量マップを作成する。
この後、ステップ605に進み、要求噴射量Qreq を取得した後、ステップ606に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ該当する気筒の噴射補正量マップ(燃圧PFと噴射パルス幅Ti と噴射補正量ΔQとの関係を規定するマップ)を用いて、現在の燃圧PFと噴射パルス幅Ti とに応じた今回の噴射補正量ΔQ[#i]を算出する。
この後、ステップ607に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ噴射補正量ΔQ[#i]を用いて要求噴射量Qreq を補正して、補正要求噴射量Qreq[#i] を求める。
Qreq[#i] =Qreq −ΔQ[#i]
この後、ステップ608に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ標準噴射特性マップ(標準的な燃料噴射弁21の噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップ)を用いて、補正要求噴射量Qreq[#i] に応じた要求噴射パルス幅Tireq[#i]を算出する。
以上説明した本実施例6では、各気筒の電圧変曲点時間Tdiffの平均値Tdiff.aveに対する偏差ΔTdiffと、ROM42に予め記憶された一次式Q=a×Tdiff+bの傾きaとに基づいて噴射補正量ΔQを気筒毎に算出する。そして、この噴射補正量ΔQを用いて要求噴射量Qreq を補正して補正要求噴射量Qreq[#i] を気筒毎に求め、この補正要求噴射量Qreq[#i] に応じた要求噴射パルス幅Tireqを気筒毎に算出するようにしている。このようにしても、燃料噴射弁21の現在の噴射特性において要求噴射量Qreq を実現するのに必要な要求噴射パルス幅Tireqを精度良く設定することができる。これにより、パーシャルリフト領域でのリフト量ばらつきに起因する噴射量ばらつきを精度良く補正することができると共に、気筒間の噴射量ばらつきも小さくすることができる。
次に、図27乃至図29を用いて本発明の実施例7を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例7では、ECU30は、前記実施例1で説明した図13及び図14の噴射パルス補正ルーチンのうち図14の処理を図27の処理に置き換えたルーチンを実行することで、電圧変曲点時間Tdiffに基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを次のようにして補正する。
ECU30は、エンジン制御用マイコン35のROM42に、複数の燃圧PFについて、それぞれ複数の噴射パルス幅Ti 毎に電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を予め記憶しておく。本実施例7では、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係として、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cを用いる。この場合、図28に示すように、予め試験データ等に基づいて、複数(例えばm種類)の噴射パルス幅Ti[1]〜Ti[m]についてそれぞれ電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似したに二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cを作成する処理を、複数(例えばp種類)の燃圧PF[1] 〜PF[p] についてそれぞれ実施しておき、燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cの各項の定数a〜cをROM42に記憶しておく。つまり、各燃圧PF[pi]について、それぞれ噴射パルス幅Ti[mi] 毎に二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cの各項の定数a〜cをROM42に記憶しておく。
そして、ECU30は、エンジン制御用マイコン35の噴射パルス補正演算部39で、ROM42に予め記憶された燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎の電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+c)を用いて、インジェクタ駆動用IC36(演算部37)で算出した電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に推定する処理をエンジン11の各気筒毎に行う。
この後、要求噴射量Qreq に対する各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の噴射量Qest[#i] の変化割合Qgain[#i]を気筒毎に算出する。
Qgain[#i]=Qest[#i] /Qreq
この後、図29に示すように、この変化割合Qgainを用いて要求噴射量Qreq を補正して、補正要求噴射量Qreq[#i] =Qreq ×Qgainを気筒毎に求め、この補正要求噴射量Qreq[#i] に応じた要求噴射パルス幅Tireqを気筒毎に算出する。
以下、本実施例7でECU30が実行する図27のルーチンの処理内容を説明する。
図13のステップ204で、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の電圧変曲点時間Tdiff[#1]〜Tdiff[#n]を取得した後、図27のステップ701に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に記憶された二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cを用いて、該当する気筒の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest[#i][mi][pi] を燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に推定(算出)する。
Qest[#i][mi][pi] =a[mi][pi]×(Tdiff)2 +b[mi][pi]×Tdiff+c[mi][pi]
この後、ステップ702に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ要求噴射量Qreq に対する噴射量Qest[#i][mi][pi] の変化割合Qgain[#i][mi][pi]を燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に算出する。
Qgain[#i][mi][pi]=Qest[#i][mi][pi] /Qreq
この後、ステップ703に進み、上記ステップ702の算出結果(燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎の変化割合Qgain[#i][mi][pi])を用いて、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ燃圧PFと噴射パルス幅Ti と変化割合Qgainとの関係を規定する変化割合マップを作成する。
この後、ステップ704に進み、要求噴射量Qreq を取得した後、ステップ705に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ該当する気筒の変化割合マップ(燃圧PFと噴射パルス幅Ti と変化割合Qgainとの関係を規定するマップ)を用いて、現在の燃圧PFと噴射パルス幅Ti とに応じた今回の変化割合Qgain[#i]を算出する。
この後、ステップ706に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ変化割合Qgain[#i]を用いて要求噴射量Qreq を補正して、補正要求噴射量Qreq[#i] を求める。
Qreq[#i] =Qreq ×Qgain[#i]
この後、ステップ707に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ標準噴射特性マップ(標準的な燃料噴射弁21の噴射パルス幅Ti と噴射量Qest との関係を規定するマップ)を用いて、補正要求噴射量Qreq[#i] に応じた要求噴射パルス幅Tireq[#i]を算出する。
以上説明した本実施例7では、ROM42に予め記憶された電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+c)を用いて、現在の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest を推定し、要求噴射量Qreq に対する噴射量Qest の変化割合Qgainを気筒毎に算出する。そして、この変化割合Qgainを用いて要求噴射量Qreq を補正して補正要求噴射量Qreq[#i] を気筒毎に求め、この補正要求噴射量Qreq[#i] に応じた要求噴射パルス幅Tireqを気筒毎に算出するようにしている。このようにしても、燃料噴射弁21の現在の噴射特性において要求噴射量Qreq を実現するのに必要な要求噴射パルス幅Tireqを精度良く設定することができる。これにより、パーシャルリフト領域でのリフト量ばらつきに起因する噴射量ばらつきを精度良く補正することができる。
また、本実施例7では、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係として、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cを用いるようにしたので、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を比較的簡単な数式で表しながら、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を精度良く近似することができる。
更に、本実施例7では、燃圧PF及び噴射パルス幅Ti 毎に二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cの各項の定数a〜cをROM42に記憶しておくようにしたので、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係(二次式)を記憶しておくのに必要な記憶データ量(メモリ使用量)を低減することができる。
尚、上記実施例7では、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係として、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した二次式を用いるようにしたが、これに限定されず、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式又は三次以上の多項式を用いるようにしても良い。
また、上記各実施例1〜6では、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係として、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した一次式を用いるようにしたが、これに限定されず、電圧変曲点時間Tdiffと噴射量Qとの関係を近似した二次以上の多項式を用いるようにしても良い。
また、上記各実施例1〜7では、噴射パルスを補正する際に、パーシャルリフト噴射となる噴射パルス幅のうちの一つの代表噴射パルス幅Ti(x)でパーシャルリフト噴射を実行した場合に算出した電圧変曲点時間Tdiffを用いるようにしたが、これに限定されず、そのときの運転状態に応じた噴射パルス幅でパーシャルリフト噴射を実行した場合に算出した電圧変曲点時間Tdiffを用いるようにしても良い。
次に、図30及び図31を用いて本発明の実施例8を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
図30に示すように、燃料噴射弁21のパーシャルリフト領域では、燃料性状(例えば燃料の粘性)によって燃料噴射弁21の噴射特性(噴射パルス幅と噴射量との関係)が変化する傾向がある。このため、燃料タンクにそれまでと異なる種類の燃料が給油されて、燃料噴射弁21に供給される燃料の燃料性状が変化した場合に、それまでと同じ噴射特性マップ(噴射パルス幅と噴射量との関係を規定するマップ)を用いて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出すると、噴射量の制御精度が低下する可能性がある。
この対策として、本実施例8では、ECU30(例えばエンジン制御用マイコン35)により後述する図31の噴射特性マップ変更ルーチンを実行することで、パーシャルリフト噴射の実行中に、インジェクタ駆動用IC36で算出した電圧変曲点時間Tdiffに基づいて燃料性状を判定して、噴射パルスの算出に用いる燃料噴射弁21の噴射特性(例えば噴射特性マップ)を燃料性状に応じて変更する。
燃料性状によって電圧変曲点時間Tdiffが変化するため、電圧変曲点時間Tdiffを監視すれば、燃料性状を精度良く判定することができる。従って、電圧変曲点時間Tdiffに基づいて燃料性状を判定し、その燃料性状に応じて噴射特性マップ(噴射パルスの算出に用いる燃料噴射弁21の噴射特性)を変更すれば、燃料性状の変化によって燃料噴射弁21の噴射特性が変化しても、それに対応して噴射特性マップを変更することができる。
本実施例8では、エンジン制御用マイコン35が特許請求の範囲でいう変更手段として機能する。
以下、本実施例8でECU30が実行する図31の噴射特性マップ変更ルーチンの処理内容を説明する。
図31に示す噴射特性マップ変更ルーチンは、ECU30の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ801で、パーシャルリフト噴射の実行中であるか否かを判定する。このステップ801で、パーシャルリフト噴射の実行中ではないと判定された場合には、ステップ802以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ801で、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、ステップ802に進み、インジェクタ駆動用IC36で算出した電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量の絶対値が所定値以上であるか否かを判定する。
この場合、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量として、例えば、今回の燃料給油直前(例えば今回の燃料給油前のエンジン運転停止直前)の電圧変曲点時間Tdiffと、今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間Tdiffとの差を求める。ここで、所定期間は、燃料タンク内の燃料が燃料噴射弁21に到達するのに必要な期間よりも長い期間であり、例えば、燃料噴射量積算値、燃料噴射回数、エンジン運転時間等で設定される。
或は、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量として、今回の燃料給油直後(例えば今回の燃料給油後のエンジン運転開始直後)の電圧変曲点時間Tdiffと、今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間Tdiffとの差を求めるようにしても良い。
また、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量として、前回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間Tdiffと、今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間Tdiffとの差を求めるようにしても良い。
このステップ802で、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量の絶対値が所定値以上であると判定された場合には、燃料性状が変化したと判断して、ステップ803に進み、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量に基づいて燃料性状を判定し、その燃料性状に応じて噴射特性マップを変更する。
例えば、エンジン制御用マイコン35のROM42に、複数の燃料性状について、それぞれ対応する噴射特性マップ(噴射パルス幅と噴射量との関係を規定するマップ)を予め記憶しておく。そして、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量に応じて燃料性状判定値を変化させる(変化量に応じた補正量で前回の燃料性状判定値を補正して今回の燃料性状判定値を求める)。この後、複数の噴射特性マップの中から今回の燃料性状判定値に対応した噴射特性マップを選択する。
ECU30のエンジン制御用マイコン35は、この噴射特性マップを用いて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出する。
以上説明した本実施例8では、燃料性状によって電圧変曲点時間Tdiffが変化することに着目して、パーシャルリフト噴射の実行中に、電圧変曲点時間Tdiffに基づいて燃料性状を判定し、その燃料性状に応じて噴射特性マップを変更するようにしている。これにより、燃料性状の変化によって燃料噴射弁21の噴射特性が変化しても、それに対応して噴射特性マップを変更することができ、パーシャルリフト領域での燃料性状の変化による噴射量の制御精度の低下を防止又は抑制することができる。
また、本実施例8では、電圧変曲点時間Tdiffの燃料給油前後における変化量が所定値以上になったときに、噴射特性マップを変更するようにしている。これにより、燃料給油による燃料性状の変化以外の要因で電圧変曲点時間Tdiffが変動したときに、誤って噴射特性マップを変更してしまうことを回避することができる。
次に、図32を用いて本発明の実施例9を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例9では、図32に示すように、ECU30には、インジェクタ駆動用IC36とは別に演算用IC40が設けられている。ECU30は、この演算用IC40で、パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する。更に、演算用IC40で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出し、所定の基準タイミングから差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
或は、演算用IC40で、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を算出すると共に、第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を算出する。更に、演算用IC40で、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3と第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4との差分を2階差分Vdiff2 として算出し、所定の基準タイミングから2階差分Vdiff2 が極値となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出するようにしても良い。
この場合、演算用IC40が特許請求の範囲でいうフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能する。
以上説明した本実施例9では、インジェクタ駆動用IC36とは別に設けられた演算用IC40がフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能するようにしたので、インジェクタ駆動用IC36やエンジン制御用マイコン35の仕様を変更することなく、演算用IC40を追加するだけでフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段としての機能を実現することができると共に、エンジン制御用マイコン35の演算負荷を軽減することができる。
次に、図33を用いて本発明の実施例10を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例10では、図33に示すように、ECU30は、エンジン制御用マイコン35の演算部41で、パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する。更に、演算部41で、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出し、所定の基準タイミングから差分Vdiffが閾値Vt を越えるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出する。
或は、演算部41で、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3を算出すると共に、第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4を算出する。更に、演算部41で、第3のフィルタ電圧Vdiff.sm3と第4のフィルタ電圧Vdiff.sm4との差分を2階差分Vdiff2 として算出し、所定の基準タイミングから2階差分Vdiff2 が極値となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間Tdiffとして算出するようにしても良い。
この場合、エンジン制御用マイコン35(演算部41)が特許請求の範囲でいうフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能する。
以上説明した本実施例10では、エンジン制御用マイコン35(演算部41)がフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能するようにしたので、ECU30のうちのエンジン制御用マイコン35の仕様を変更するだけでフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段としての機能を実現することができる。
尚、上記各実施例では、パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に常に電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、パーシャルリフト噴射の実行中に所定の実行条件(図13のステップ202参照)が成立したときに電圧変曲点時間Tdiffを算出するようにしても良い。
また、上記各実施例では、第1〜第4のローパスフィルタとしてデジタルフィルタを用いるようにしたが、これに限定されず、第1〜第4のローパスフィルタとしてアナログフィルタを用いるようにしても良い。
また、上記各実施例では、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧を用いて電圧変曲点時間を算出するようにしたが、これに限定されず、燃料噴射弁21のプラス端子電圧を用いて電圧変曲点時間を算出するようにしても良い。
その他、本発明は、筒内噴射用の燃料噴射弁を備えたシステムに限定されず、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁を備えたシステムにも適用して実施できる。
11…エンジン(内燃機関)、21…燃料噴射弁、30…ECU(噴射制御手段)、33…ニードル弁(弁体)、35…エンジン制御用マイコン(噴射パルス補正手段,フィルタ電圧取得手段,差分算出手段,時間算出手段,変更手段)、36…インジェクタ駆動用IC(フィルタ電圧取得手段,差分算出手段,時間算出手段)、40…演算用IC(フィルタ電圧取得手段,差分算出手段,時間算出手段)、42…ROM(記憶手段)

Claims (18)

  1. 電磁駆動式の燃料噴射弁(21)を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    前記燃料噴射弁(21)の弁体(33)のリフト量がフルリフト位置に到達する噴射パルスで前記燃料噴射弁(21)を開弁駆動するフルリフト噴射と前記弁体(33)のリフト量が前記フルリフト位置に到達しない噴射パルスで前記燃料噴射弁(21)を開弁駆動するパーシャルリフト噴射とを実行する噴射制御手段(30)と、
    前記パーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に、前記燃料噴射弁(21)の端子電圧をノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧を取得すると共に、前記端子電圧を前記第1の周波数よりも低い第2の周波数をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧を取得するフィルタ電圧取得手段(35,36,40)と、
    前記第1のフィルタ電圧と前記第2のフィルタ電圧との差分を算出する差分算出手段(35,36,40)と、
    所定の基準タイミングから前記差分が変曲点となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間として算出する時間算出手段(35,36,40)と、
    前記電圧変曲点時間に基づいて前記パーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正する噴射パルス補正手段(35)とを備え、
    前記噴射パルス補正手段(35)は、前記パーシャルリフト噴射となる複数の噴射パルス幅毎に前記電圧変曲点時間と噴射量との関係を予め記憶しておく記憶手段(42)を有し、前記記憶手段(42)に予め記憶された前記噴射パルス幅毎の前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係と、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間とに基づいて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2. 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記記憶手段(42)に予め記憶された前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係を用いて、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間に対応する噴射量を前記噴射パルス幅毎に推定して、その推定結果に基づいて前記噴射パルス幅と前記噴射量との関係を設定し、前記噴射パルス幅と前記噴射量との関係を用いて前記要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  3. 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した全気筒の電圧変曲点時間の平均値を算出して各気筒の電圧変曲点時間と前記平均値との偏差を気筒毎に算出し、前記偏差と、前記記憶手段(42)に予め記憶された前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係とに基づいて噴射補正量を気筒毎に算出し、前記噴射補正量を用いて前記要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  4. 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係として、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係を近似した一次式を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  5. 前記記憶手段(42)は、前記噴射パルス幅毎に前記一次式の傾きと切片を記憶していることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  6. 前記記憶手段(42)は、更に燃料圧力毎に前記一次式の傾きと切片を記憶していることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  7. 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係として、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係を近似した二次以上の多項式を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  8. 前記記憶手段(42)は、前記噴射パルス幅毎に前記多項式の各項の定数を記憶していることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  9. 前記記憶手段(42)は、更に燃料圧力毎に前記多項式の各項の定数を記憶していることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  10. 前記噴射パルス補正手段(35)は、各気筒毎に前記噴射パルスを補正することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  11. 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記噴射パルスを補正する際に、前記パーシャルリフト噴射となる噴射パルス幅のうちの一つの代表噴射パルス幅で前記パーシャルリフト噴射を実行した場合に前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間を用いることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  12. 前記代表噴射パルス幅は、前記パーシャルリフト噴射と前記フルリフト噴射との境界に相当する噴射量の1/2の噴射量となる噴射パルス幅であることを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  13. 前記時間算出手段(35,36,40)は、前記差分が所定の閾値を越えるタイミングを、前記差分が前記変曲点となるタイミングとして前記電圧変曲点時間を算出することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  14. 前記フィルタ電圧取得手段(35,36,40)は、前記差分をノイズ成分の周波数よりも低い第3の周波数をカットオフ周波数とする第3のローパスフィルタでフィルタ処理した第3のフィルタ電圧を取得すると共に、前記差分を前記第3の周波数よりも低い第4の周波数をカットオフ周波数とする第4のローパスフィルタでフィルタ処理した第4のフィルタ電圧を取得し、
    前記差分算出手段(35,36,40)は、前記第3のフィルタ電圧と前記第4のフィルタ電圧との差分を2階差分として算出し、
    前記時間算出手段(35,36,40)は、前記2階差分が極値となるタイミングを、前記差分が前記変曲点となるタイミングとして前記電圧変曲点時間を算出することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  15. 前記時間算出手段(35,36,40)は、前記2階差分が増加しなくなったときに前記2階差分が前記極値であると判定することを特徴とする請求項14に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  16. 前記パーシャルリフト噴射の実行中に、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間に基づいて燃料性状を判定して、前記噴射パルスの算出に用いる前記燃料噴射弁(21)の噴射特性を前記燃料性状に応じて変更する変更手段(35)を備えていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  17. 前記変更手段(35)は、前記電圧変曲点時間の燃料給油前後における変化量が所定値以上になったときに、前記噴射パルスの算出に用いる前記燃料噴射弁(21)の噴射特性を変更することを特徴とする請求項16に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  18. 前記変更手段(35)は、前記電圧変曲点時間の燃料給油前後における変化量として、今回の燃料給油直前又は直後の電圧変曲点時間と今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間との差、又は前回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間と今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間との差を用いることを特徴とする請求項17に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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