JP2016142208A

JP2016142208A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

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Publication number: JP2016142208A
Application number: JP2015019621A
Authority: JP
Inventors: 大場　久浩; Hisahiro Oba; 久浩大場; 修向原; Osamu Mukaihara; 健一郎緒方; Kenichiro Ogata; 岡本　多加志; Takashi Okamoto; 多加志岡本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2016-08-08
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: JP6328067B2

Abstract

【課題】燃料の粘性の変化によるハーフリフト時の噴射量のばらつきを抑制することができる燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】昇圧装置106は、バッテリから供給される第1の電圧109を昇圧し、第1の電圧109より高い第2の電圧110を生成する。スイッチ（107a、107b）は、燃料をエンジンの燃焼室に直接噴射するインジェクタに印加する電圧を第1の電圧又は第2の電圧に切り替え、インジェクタに流れる電流をオン／オフする。ハーフリフト制御部（102、105）は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタが全開に至る前に閉弁して燃料の噴射を完了するようにスイッチを制御する。電流波形補正部（102b）は、燃料の粘度が大きくなるにつれて、燃料の噴射量が小さくなるようにインジェクタに印加される電流の波形を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

近年、特に筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御では、筒内混合気形成の自由度を高めるために、１サイクル当たりの噴射を数段に分割して噴射する多段噴射技術が採用されている。

１サイクル当たりの噴射を数段に分割して噴射した場合、分割比によっては一噴射当たりの噴射量要求が小さい微少噴射が必要となることがある。

そこで燃料噴射弁の最大噴射量と最小噴射量の範囲（以下、ダイナミックレンジという。）を拡大する技術開発が各社で盛んに行われている。特に従来の最大噴射量を確保しつつ、最小噴射量を更に低減するため、燃料噴射弁が完全に開弁しない状態から積極的な燃料噴射を制御する、所謂ハーフリフト制御が注目されている。

従来技術では、弁体が開弁を開始した後ストッパに衝突し、一定のリフト量で保持される状態（以下、フルリフト状態）で改良が行われている（例えば、特許文献1参照）。特許文献１に開示される技術では、弁体のリフト量を高リフトと低リフトの２段階で開弁動作できる様に燃料噴射弁の機構に改良を加え、燃料噴射弁の駆動電流をそれぞれ設定し、燃料噴射弁の噴射量特性を切替えることで、ダイナミックレンジを拡大する技術などが紹介されている。

一方、ハーフリフト状態を利用した最小噴射量の低減技術では、開弁時間指示値が極小の際に燃料噴射弁が全く開弁しない無効時間を経て開弁を開始する開弁指示値からフルリフト状態となる開弁指示値の間で精密に開弁指示値を制御する技術や、燃料噴射弁の駆動電流波形を積極的に制御して、リフト量や閉弁時期を適切にし、安定した最小燃料噴射量を実現する技術などが開発されつつある。

特開2002-266722号公報

最小噴射量低減が期待されるハーフリフト制御であるが、燃料噴射弁の環境、すなわち、燃料噴射弁自体の温度、内燃機関の温度、内燃機関の冷却水及び潤滑油の温度などにより、燃料が噴射される際の燃料の粘性が変化すると、燃料噴射弁の弁体の、特に閉弁時期が変化するため、噴射量が変化してしまう問題があった。

本発明の目的は、燃料の粘性の変化によるハーフリフト時の噴射量のばらつきを抑制することができる燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、バッテリから供給される第1の電圧を昇圧し、前記第1の電圧より高い第2の電圧を生成する昇圧装置と、燃料をエンジンの燃焼室に直接噴射するインジェクタに印加する電圧を前記第1の電圧又は前記第2の電圧に切り替え、前記インジェクタに流れる電流をオン／オフするスイッチと、前記エンジンの運転状態に応じて前記インジェクタが全開に至る前に閉弁して前記燃料の噴射を完了するように前記スイッチを制御するハーフリフト制御部と、前記燃料の粘度が大きくなるにつれて、前記燃料の噴射量が小さくなるように前記インジェクタに印加される電流の波形を補正する電流波形補正部と、を備えるようにしたものである。

本発明によれば、燃料の粘性の変化によるハーフリフト時の噴射量のばらつきを抑制することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態による燃料噴射制御装置を含むシステムの構成の一例を示す図である。図1に示す燃料噴射弁駆動部の構成図である。図1に示す燃料噴射弁に印加される電流の第1の駆動波形を示す図である。図3に示す第1の駆動波形を用いた場合の噴射量特性を説明するための図である。図1に示す燃料噴射弁に印加される電流の第2の駆動波形を示す図である図5に示す第2の駆動波形を用いた場合の噴射量特性を説明するための図である。燃料の温度と燃料の粘性の相関図である。燃料の温度と燃料噴射量の変化の相関図である。噴射パルス信号と燃料噴射弁の挙動の相関図である。図3に示す第1の駆動波形を補正する動作を説明するための図である。図5に示す第2の駆動波形を補正する動作を説明するための図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態による燃料噴射制御装置の構成及び動作を説明する。

図1は、本発明の実施形態による燃料噴射制御装置(101)を含むシステムの構成の一例を示す図である。まず、バッテリから供給されるバッテリ電圧(109)は、ヒューズ(103)とリレー(104)を介して、ECM(図示せず)内に備わる燃料噴射制御装置(101)へ供給される。

次に、燃料噴射制御装置(101)内の構成について述べる。燃料噴射制御装置(101)は、燃料噴射弁駆動制御部(102)、駆動IC(105)、高電圧生成部(106：昇圧装置)、燃料噴射弁駆動部(107a、107b)を備える。

燃料噴射弁駆動制御部(102)は、マイコンなどから構成され、燃料噴射弁パルス信号演算ブロック(102a)、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)、パラメータ入力ブロック(102c)として機能する。なお、マイコンは、CPU（演算装置）、メモリ（記憶装置）、IOポートなどから構成される。

高電圧生成部(106)は、バッテリ電圧(109)を元に、電磁ソレノイド式の燃料噴射弁(108：インジェクタ)内に備わる弁体が開弁する際に必要となる高い電源電圧（以下、高電圧：110）を生成する。高電圧生成部(106)は、駆動IC(105)からの指令に基づき、所望の目標高電圧に至る様にバッテリ電圧(109)を昇圧する。

すなわち、高電圧生成部(106)は、バッテリから供給されるバッテリ電圧(109)を昇圧し、バッテリ電圧(109)より高い高電圧(110)を生成する。これにより、燃料噴射弁(108)の電源として、弁体の開弁力確保を目的とした高電圧(110)と開弁した後に弁体が閉弁しない様に開弁保持をさせるバッテリ電圧(109)の２系統が備わることになる。

また、燃料噴射弁(108)の上流側と下流側に燃料噴射弁駆動部(107a、107b)が備わり、燃料噴射弁(108)に対し駆動電流の供給を行う。詳細は、図2を用いて、後述する。

高電圧生成部(106)及び燃料噴射弁駆動部(107a、107b)は、駆動IC(105)により制御されて、燃料噴射弁(108)に高電圧(110)もしくはバッテリ電圧(109)を印加し、所望の駆動電流になるよう制御する。また、駆動IC(105)は、燃料噴射弁(106)の駆動期間（燃料噴射弁(108)の通電時間）、駆動電圧の選択、及び駆動電流の設定値を、ECU(図示せず)内ブロック102に備わる燃料噴射弁パルス信号演算ブロック(102a)と、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)にて算出された指令値に基づいて制御する。

次に、図2を用いて、燃料噴射弁駆動部(107a、107b)の説明を行う。図2は、図1に示す燃料噴射弁駆動部(107a、107b)の構成図である。

図1で説明した様に、燃料噴射弁(108)の上流の駆動部(107a)は、燃料噴射弁(108)を開弁させる為に必要となる電流を供給するため、高電圧(110)を図2の高電圧生成部(106)から、電流逆流防止の為に備わるダイオード(201)を介し、図2の回路TR_Hivboost(203)を用いて、燃料噴射弁(108)に供給する。

なお、回路TR_Hivboost(203)は、一例として、トランジスタ（スイッチング素子）から構成される。後述する回路TR_Hivb(204)も同様である。

一方、燃料噴射弁(108)を開弁させた後は、燃料噴射弁(108)の開弁状態を保持する為に必要となるバッテリ電圧(109)を高電圧(110)同様に、電流逆流防止の為のダイオード(202)を介し、図2の回路TR_Hivb(204)を用いて、燃料噴射弁(108)に供給する。

次に、燃料噴射弁(108)の下流の燃料噴射弁駆動部(107b)には、TR_Low(205)が備わっている。この駆動回路TR_Low(205)をONにする事で、上流側の燃料噴射弁駆動部(107a)から供給された電源を燃料噴射弁(108)に印加することができる。また、シャント抵抗(206)によって、燃料噴射弁(108)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(108)の電流制御を行うものである。

尚、本説明は燃料噴射弁(108)の駆動方法について一例を示したものであり、例えば、燃料圧力が比較的低い場合などにおいて、燃料噴射弁(108)の開弁時に高電圧(110)ではなくバッテリ電圧(109)を用いても良い。

なお、燃料噴射弁駆動部(107a、107b)は、燃料をエンジンの燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁(108)に印加する電圧をバッテリ電圧(109)又は高電圧(110)に切り替え、燃料噴射弁(108)に流れる電流をオン／オフするスイッチとして機能する。

次に、図3及び図4を用いて、本発明の実施形態の基本となる燃料噴射弁(108)の電流制御について説明する。図3は、図1に示す燃料噴射弁(108)に印加される電流の第1の駆動波形を示す図である。図4は、図3に示す第1の駆動波形を用いた場合の噴射量特性を説明するための図である。

一般的に筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁(108)を駆動する場合、燃料噴射弁(108)の特性に基づき、電流波形(302)を予め設定し、この電流波形(302)による燃料噴射弁(108)の噴射量特性をECU(図示せず)内に記録する。燃料噴射制御装置(101)は、内燃機関(図示せず)の運転状態（吸入空気量）と、燃料噴射弁(108)の噴射量特性から、燃料噴射弁(108)の駆動指令時間（以下、パルス信号:301）を算出する。

図3は、この制御方法の一例を示したもので、第1の駆動電流波形制御方法と定義する。

パルス信号(301）は、ECMで演算された所望の噴射タイミング（T304）からONとなり、予めECM内に記憶している駆動電流波形（302）に基づき、燃料噴射弁(108)の電流制御が行われる。

図3の例における駆動電流波形（302）は、燃料噴射弁(108)の開弁を行う開弁ピーク電流（302a）、開弁保持を行う第1保持電流（302b）と第2保持電流（302c）などの複数の目標電流値から構成される。燃料噴射制御装置(101)は、予め設定された制御シーケンスに基づき、それぞれの目標電流値（図3内では、302a、302b、302c ）を切り替えることで、燃料噴射弁(108)を動作させ、パルス信号(301)がOFFとなるT308まで燃料噴射弁(108)に対し、駆動電流を印加し続ける。

次に、燃料噴射弁(108)の弁体挙動について説明する。パルス信号がONとなってから(T304)、開弁ピーク電流（302a）に至るまで、前記高電圧が燃料噴射弁（108）に印加される。燃料噴射弁固有の電気的特性に基づく、残留磁場が所定量となった時点（図3内では、T305）から、弁体は開弁を開始する。

その後も開弁ピーク電流(302aに至るまでの電流挙動)による開弁力が持続することで、弁体は、開弁動作を継続し、弁体が開弁側のストッパ位置に到達する（T306）。その際、余剰な開弁力により、弁体はバウンシング動作を暫く発生させ(期間310)、安定した開弁状態へ移行する（T307）。

その後、パルス信号がOFFとなる時点（T308）まで完全に弁体が開いた状態を持続し、その後、燃料噴射弁(108)の残留磁場が低下し、閉弁動作を経て、完全に弁体が閉弁する（T309）。

この挙動において、弁体が完全に開いた状態を本発明の実施形態では、フルリフト状態と定義する。

なお、前記開弁ピーク電流(302a)に達する前にパルス信号がOFFされた場合は、破線(304)で示したように電流が降下し、破線(305)で示したように放物線を描く弁挙動となる。この挙動を本発明の実施形態ではハーフリフト状態と定義する。

ここで、燃料噴射弁駆動制御部(102)及び駆動IC(105)は、エンジンの運転状態（エンジン回転数、吸入空気量、空燃比など）に応じて燃料噴射弁(108)が全開に至る前に閉弁して燃料の噴射を完了するように燃料噴射弁駆動部(107a、107b)を制御するハーフリフト制御部として機能する。

次に図3の駆動電流(302)を用いた場合の噴射量特性について、図4を用いて説明する。

噴射量特性は、駆動電流波形（302）と、パルス信号(301)がONとなっている期間から決定されることを説明したが、このパルス信号(301)の長さを横軸とし、駆動時間毎の燃料噴射量を縦軸とした場合、401に示す特性となる。

これを詳しく述べると、弁体が開弁し始めた時点（T305）から、弁体がフルリフトに至る時点(T306)までの間(402)は、開弁ピーク電流（302a）の供給時間に基づき、弁体のリフト量が増加することで燃料噴射量が増加する。

この期間では、弁体の開弁速度に応じて燃料噴射量の傾き(401a)が決定され、ピーク電流の電源電圧が高電圧(110)によることから、401aの傾きが急勾配で増加する特性となる。そのため、より精密なパルス信号(301)制御が必要となるが、この期間を本発明の実施形態では、第1のハーフリフト領域と定義する。

ただし、以上に説明した第1の駆動電流波形制御方法による第1のハーフリフト領域は、フルリフト領域の流量特性との間に、前述したバウンシング(310の期間)による流量特性が安定しない領域(403)が存在する。そのため、ハーフリフト(402)からフルリフト(404)へのつながりで燃料制御しにくいという難点がある。

そこで、ハーフリフトからフルリフトへのつながりにおいて、パルス信号による制御性が向上する第2のハーフリフト領域を有する第2の駆動電流波形制御方法も採用しており、次にこの制御について説明する。

図5は、図1に示す燃料噴射弁(108)に印加される電流の第2の駆動波形を示す図である。

まず、駆動電流波形は、燃料噴射弁(108)内に備わる弁体の開弁動作に必要な磁力を発生させるピーク電流供給期間(T501-T502)を備える。この期間は、パルス信号(501)がONとし(T501)、駆動電流(502)は開弁ピーク電流に達するまで、もしくは、所定の期間に達する(T502)までのいずれかが成立するまでとなり、図3で示した開弁ピーク電流と同様に高電圧(110)により燃料噴射弁(108)を駆動する。

またこのピーク電流供給期間(T501-T502)は、燃料噴射弁(108)が使用される最高燃圧下においても、確実に開弁できる電流以上、もしくはこれに該当する期間(T501-T502)以上であることが必要となる。

ピーク電流供給期間が完了する条件が成立した後、駆動電流波形は、ピーク電流より小さい電流を燃料噴射弁(108)へ所定の期間通電するリフト量調整期間(T503-T505)を備え、この長さに応じて弁体のリフト量を制御することを特徴とする。

また、ピーク電流供給期間(T501-T502)後、リフト量調整期間(T503-T506)に移行する前に、駆動電流波形は、ピーク電流を速やかに低下させる電流遮断期間(T502-T503)を備えることを特徴としている。これにより、ピーク電流供給期間に生じた過剰な開弁力を減少させることで、前述した弁体のバウンシングをなくし、且つ、リフト量調整(ハーフリフト)期間を実現できることで、スムースにフルリフト状態へ移行することが可能となっている。

ここで、燃料噴射弁駆動制御部(102)及び駆動IC(105)は、燃料噴射弁(108)に印加する電圧を高電圧(110)へ切り替えて燃料噴射弁(108)に流れる電流をオンとした後、燃料噴射弁(108)に流れる電流を０とし、次に燃料噴射弁(108)に印加する電圧をバッテリ電圧(109)に切り替えて燃料噴射弁(108)に流れる電流をオン／オフするように燃料噴射弁駆動部(107a、107b)を制御する。

次に、図5の駆動電流(502) を用いた場合の噴射量特性について、図6を用いて説明する。

弁体が開弁動作を開始した時点(T601)から、噴射量特性(601)は、ピーク電流に達した時点(T604)まで上昇し、電流遮断期間(T604-T602)へ移行する。電流遮断期間では、どこでパルス信号をOFFとしても、駆動電流は変わらず、弁挙動も同じ軌跡を描く。

そのため、噴射量特性(601)は、電流遮断期間(T604-T602)が完了する時点(T602)までフラットな特性となり、その後、リフト量調整期間(603)へ移行して開弁保持電流供給が行われることで、噴射量特性は再び上昇を開始する。このリフト量調整期間で実現される領域を、本発明の実施形態では第2のハーフリフト領域と定義する。

図5の弁挙動にて説明した通り、第2の駆動電流波形制御方法では、ハーフリフトとなる期間(603)と、フルリフトとなる期間(604)の間で、噴射量特性の傾きに大きな差は生じることはない。

以上、本発明の実施形態における燃料噴射装置と燃料噴射弁駆動方法、特にハーフリフト制御手法について説明したが、燃料噴射弁をハーフリフトで制御可能な噴射パルス領域は、フルリフト制御領域に対して非常に狭い範囲となることがわかる。

一方、内燃機関の筒内混合気形成のため、１サイクル当たりの要求噴射量(パルス幅)を複数段に分割して噴射する多段噴射の場合など、分割された各々の噴射の少なくとも一つについて、ハーフリフト領域での燃料噴射(量)が必要となることがある。

このとき、内燃機関の運転状態、すなわち回転数、吸入空気量、空燃比などの時々刻々と変化する情報に応じてハーフリフト領域の噴射パルス幅は変動する。しかし、この変動範囲で運転されるよう、多段噴射運転許可条件が決定されるため、要求のハーフリフト領域から意図せずに逸脱することはない。

ところが、内燃機関が運転される条件によっては、燃料噴射弁より噴射される燃料の温度が変化する。例えば、内燃機関が冷機状態から始動して暖機状態に至るまでなど、空気量の変化などに比較すると緩慢ではあるが徐々に燃料の温度が変化する。

そのため、噴射される燃料の温度によって燃料の粘性が変化し、燃料噴射弁の弁体の挙動に影響し、同じ噴射パルス幅でも噴射量が変化してしまう。

図7A〜7Cに燃料の温度と、燃料の粘性及び噴射量の相関を示す。図7Aは、燃料の温度と燃料の粘性の相関図である。図7Bは、燃料の温度と燃料噴射量の変化の相関図である。図7Cは、噴射パルス信号と燃料噴射弁の挙動の相関図である。

図7Aに示すように、噴射される燃料の温度が低いほど燃料の粘性は大きくなり、燃料噴射弁の弁体移動速度が抑制される傾向となる。そのため、図7Cに示すように、特に閉弁の時期が遅れ、その結果、噴射量が増加することがわかっている。すなわち、図7Bに示すように、燃料の温度が低いほど、燃料噴射量変化が大きくなる。

更に、弁体の閉弁遅れ時間はパルス幅に依存しないから、微小噴射量であるハーフリフト制御時の噴射量変化は、フルリフト時に比較して大きくなってしまう。

フルリフト領域での噴射であれば、噴射パルス幅を補正する方法を採るのが一般的であるが、前述したようにハーフリフト可能なパルス幅の範囲は狭く、且つパルス幅による補正量の要求も大きくなる。そのため、パルス幅による補正ではハーフリフト領域から逸脱し、要求される微小な噴射量が得られない可能性が非常に高くなる。

このような問題を解決するために、ハーフリフト制御時は、燃料の粘性と相関のある燃料温度、更には、実際に噴射する燃料の温度に影響を与える内燃機関の温度を代表する冷却水温度と潤滑油温度に基づいて設定された補正値により、噴射パルス幅ではなく、電流波形を補正することで燃料の粘性によって変化する噴射量を安定させる。

図8と図9に本発明の電流波形補正動作概要を示す。図8は、図3に示す第1の駆動波形を補正する動作を説明するための図である。図9は、図5に示す第2の駆動波形を補正する動作を説明するための図である。

図8では、前述した第1のハーフリフト領域の場合の補正動作を示しており、電流波形を補正するにあたっては、フルリフト制御用ピーク電流値（Ｉpeak）のみを補正する方法としている。

電流波形を決定するパラメータは、図３を用いて前述したとおり、ピーク電流、第１の保持電流、第２の保持電流であるが、第1及び第2の保持電流はフルリフト制御状態のみで有効である。その結果、第1のハーフリフトの弁リフト量を可変しうるパラメータは、ピーク電流のみとなるからである。

図9では前述した第2のハーフリフト領域の場合の補正動作を示している。

ピーク電流供給期間(T501-T502)のハーフリフト領域、すなわち本発明の実施形態で定義した第1のハーフリフト領域と同様の弁挙動となる期間では、図8を用いて前述した内容と同様にピーク電流値(I peak)を補正対象とするか、または、電流遮断動作を開始するタイミング(T902)を補正対象とすることを選択可能としている。

ただし、制御性の観点からは、電流遮断動作を開始するタイミング(T902)を補正対象とする方が望ましい。

しかしながら、第2の駆動電流波形制御の主旨から、リフト量調整期間(T903-T904)こそ主たるハーフリフト領域であるので、開弁保持電流(I hold)を主たる補正対象としている。

次に具体的な電流波形補正方法について説明する。

まず、図１の燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)には、基準燃料温度で要求されるピーク電流指令値が予め設定されている。

更に、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)には、燃料温度、内燃機関の冷却水温及び潤滑油温が入力されており、これらの温度のうち燃料温度に応じて基準燃料温度で得られる噴射量と同等とするために必要な補正係数が、基準値に乗じられてピーク電流値が補正されるようになっている。

ここで、燃料温度については、弁体動作に影響を及ぼす噴射弁噴口部内の温度を参照すべきである。ところが燃料温度センサなどによる温度検知を行う場合、センサの取付けレイアウト制約などから、噴口部内の温度計測は困難である。そのため、噴射弁上流の、例えば蓄圧部(コモンレール)内の温度を参照せざるを得ず、内燃機関から受熱の影響で変化する噴口部内の温度は正確に検知しえない。

そこで、パラメータ入力ブロック(102c)は、内燃機関の温度を代表する冷却水温や潤滑油温を燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)に入力しており、これらの温度に応じた燃料温度補正や電流補正値の補正を実施することで、より正確な補正を可能にしている。

また、コスト面から燃料温度センサが採用できない場合などは、噴口部温度に近い冷却水温や潤滑水温に応じて、燃料温度を推定するか、直接電流補正を実施すればよい。

ここで、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)は、燃料の粘度と相関のある温度（冷却水の温度、潤滑油の温度、燃料の温度など）が小さくなるにつれて、燃料の噴射量が小さくなるように燃料噴射弁(108)に印加される電流の波形を補正する電流波形補正部として機能する。

詳細には、図９に示すように、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)は、燃料の粘度と相関のある温度（冷却水の温度、潤滑油の温度、燃料の温度など）が小さくなるにつれて、ピーク電流値、ピーク電流到達時間、保持電流値のうち、少なくとも１つを小さくする。

ここで、ピーク電流値は、高電圧(110)が燃料噴射弁(108)に印加される間に燃料噴射弁(108)に流れる電流の最大値である。ピーク電流到達時間は、高電圧(110)を印加してから燃料噴射弁(108)に流れる電流がピーク電流値に到達するまでの時間（期間）である。バッテリ電圧(109)をスイッチングすることにより燃料噴射弁(108)に流れる開弁を保持するための電流の値である。

以上の補正動作の結果、図8及び図９のリフト量の模式図のように、燃料温度が基準値以上の場合でも以下の場合でも、基準値と同等の噴射量となるように制御される。

なお、補正係数は、噴射弁の特性に応じて予め決定されていることが望ましく、更に開弁可能な最小ピーク電流、及び開弁保持可能な最小開弁保持電流を下回らないように設定されるべきである。

また、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)には、噴射弁(108)にかかる燃料圧力情報も入力されており、燃料圧力に応じて変化する弁体の閉弁遅れを補償するようにしている。基準の燃料圧力に対し、燃料圧力が高いほど前述の温度に対応した電流補正値を小さい値となるように補正することで補償可能となっている。

換言すれば、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)は、燃料噴射弁(108)にかかる燃料の圧力が小さくなるにつれて、ピーク電流値、ピーク電流到達時間、保持電流値のうち、少なくとも１つを小さくする。

なお、本発明の実施形態による電流値補正制御の実行条件を、ハーフリフト領域に限って実施するようプログラムする。

すなわち、燃料噴射弁駆動制御部(102)は、ハーフリフト制御部が作動しているか否かを判定する判定部として機能する。燃料噴射弁駆動制御部(102)は、ハーフリフト制御部が作動していると判定された場合に限って、燃料噴射弁(108)に印加される電流の波形を補正する。

これにより、ハーフリフトで補正した電流値がフルリフト領域で使用されることなく、例えば、小さい値に補正された電流値でフルリフト領域に移行した場合の意図しない閉弁を防止することが可能となる。

本実施形態によれば、燃料の粘性の変化によるハーフリフト時の噴射量のばらつきを抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について記述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、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なうことができるものである。

例えば、上記した実施形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態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。

上記実施形態では、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102b)は、燃料の粘度と相関のある温度が小さくなるにつれて、燃料の噴射量が小さくなるように燃料噴射弁(108)に印加される電流の波形を補正している。しかし、測定又は推定した燃料の粘度が大きくなるにつれて、燃料の噴射量が小さくなるように燃料噴射弁(108)に印加される電流の波形を補正してもよい。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

101 …燃料噴射制御装置
102 …燃料噴射弁駆動制御部
102a …燃料噴射弁パルス信号演算ブロック
102b …燃料噴射弁駆動波形指令ブロック
102c …補正用パラメータ入力
103 …電源ヒューズ
104 …電源リレー
105 …駆動ＩＣ
106 …高電圧生成部
107a …燃料噴射弁駆動部(Hi)
107b …燃料噴射弁駆動部(Lo)
108 …燃料噴射弁
109 …バッテリ電圧
110 …高電圧

Claims

バッテリから供給される第1の電圧を昇圧し、前記第1の電圧より高い第2の電圧を生成する昇圧装置と、
燃料をエンジンの燃焼室に直接噴射するインジェクタに印加する電圧を前記第1の電圧又は前記第2の電圧に切り替え、前記インジェクタに流れる電流をオン／オフするスイッチと、
前記エンジンの運転状態に応じて前記インジェクタが全開に至る前に閉弁して前記燃料の噴射を完了するように前記スイッチを制御するハーフリフト制御部と、
前記燃料の粘度が大きくなるにつれて、前記燃料の噴射量が小さくなるように前記インジェクタに印加される電流の波形を補正する電流波形補正部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記電流波形補正部は、
前記第2の電圧が前記インジェクタに印加される間に前記インジェクタに流れる電流の最大値を示すピーク電流値、前記第2の電圧を印加してから前記インジェクタに流れる電流が前記ピーク電流値に到達するまでの時間を示すピーク電流到達時間、前記第1の電圧をスイッチングすることにより前記インジェクタに流れる開弁を保持するための電流の値を示す保持電流値のうち、少なくとも１つを小さくする
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記電流波形補正部は、
前記インジェクタにかかる前記燃料の圧力が小さくなるにつれて、前記ピーク電流値、前記ピーク電流到達時間、前記保持電流値のうち、少なくとも１つを小さくする
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記ハーフリフト制御部が作動しているか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記電流波形補正部は、
前記ハーフリフト制御部が作動していると判定された場合に限って、前記インジェクタに印加される電流の波形を補正する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記電流波形補正部は、
前記燃料の粘度と相関のある温度が小さくなるにつれて、前記燃料の噴射量が小さくなるように前記インジェクタに印加される電流の波形を補正する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記温度は、
冷却水の温度、潤滑油の温度、又は燃料の温度である
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記ハーフリフト制御部は、
前記インジェクタに印加する電圧を前記第2の電圧へ切り替えて前記インジェクタに流れる電流をオンとした後、前記インジェクタに流れる電流を０とし、次に前記インジェクタに印加する電圧を前記第1の電圧に切り替えて前記インジェクタに流れる電流をオン／オフするように前記スイッチを制御する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。