JP2017031852A - 燃料噴射装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セットスプリング力を高精度に推定し、その結果により駆動波形を補正する。【解決手段】ソレノイドの駆動電圧を読み込む取込手段と、この駆動電圧をフィルタリングして変曲点を強調する変曲点抽出フィルタと、この抽出された変曲点のうち、遅いほうの変曲点を選択する手段ないしは遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差を計算する手段と、選択された遅いほうの変曲点のタイミングなしは変曲点の間の時間差に基づいて駆動電流パラメータを補正する駆動電流補正手段からなることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。【選択図】 図１０

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置の個体ばらつきを低減するための制御装置に関する。

従来の直噴式内燃機関の燃料噴射装置の駆動方法としては、あらかじめ設定した駆動電流プロフィールと燃料噴射弁の駆動パルスＴｉとにもとづき、内燃機関から要求される噴射量を噴射していた。ところが、排気ガスへの要求規制が厳しくなると、同じ駆動電流プロフィールと駆動パルスＴｉを与えても、燃料噴射装置の個々の特性によって流量がばらついてしまう。そこで、このばらつきを低減する方法が提案されている。

たとえば、特許文献１では、流体の流量を制御する電磁弁の駆動制御装置において、前記電磁弁のソレノイドの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記ソレノイドへの通電停止直後における前記端子電圧の検出信号から特定の周波数成分を抽出するフィルタリング手段と、前記特定の周波数成分に基づいて前記電磁弁の弁体が弁座に着座する着座タイミングを推定する推定手段とを備えることを特徴とする電磁弁の駆動制御装置が提案されている。

特開２０１４−２３４９２２号公報

燃料噴射装置の流量特性がばらつく一つの要因は、アンカーとコアが衝突して跳ね返ることによるバウンドである。燃料噴射装置の流量特性の個体差を減らすには、セットスプリング力に応じてアンカーが上昇する勢いを調整することで、バウンドを低減し、アンカーの動作をそろえることが望ましい。このためには、セットスプリング力を推定しなくてはいけない。近年、背景技術のように、燃料噴射装置の弁の閉弁完了タイミングを検知して、燃料噴射装置の駆動を補正しようという発明が多くなされている。一般に、セットスプリング力が強ければ、閉弁完了タイミングは早くなり、セットスプリング力が弱ければ、閉弁完了タイミングは遅くなる。したがって、閉弁完了タイミングとセットスプリング力には相関がある。この相関に基づいて、閉弁完了タイミングからセットスプリング力を推定したいが、この推定の外乱となるのは、燃料噴射装置のストロークである。ストロークが長ければ、同じセットスプリング力でも閉弁完了時間は遅くなる。

そこで、本発明では、セットスプリング力の推定における、ストロークの影響低減することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の燃料噴射装置の制御装置は、ソレノイドの駆動電圧をフィルタリングして変曲点を抽出する変曲点抽出フィルタと、この抽出された変曲点のうち、遅いほうの変曲点のタイミングに基づいて駆動電流を補正する手段からなることを特徴とする。

燃料噴射弁が閉弁する際に、ソレノイド駆動電圧には、弁体が弁座に到達したときと、アンカーがストッパに衝突したときの、２つの変曲点が現れる。これらの変曲点のうち、速いほうの変曲点の現れる時刻、すなわち、弁体が弁座に到達する時刻は、セットスプリング力とストロークの影響をうけ、ストロークが長いほうが遅くなる。一方、２つの変曲点のあいだの移動は、ストロークが長いほうが長い時間で加速されてくるので、初速度が速くなり、そのため所要時間は短くなる。したがって、第２の変曲点の時刻、すなわち、アンカーがストッパに到達する時刻では、ストロークの影響が相殺され、高精度にセットスプリング力が推定できる。これによって、開弁時のアンカーと弁体が上昇する勢いをセットスプリング力に応じて補正することでそろえることが可能となり、これにより流量特性の個体差を低減することが可能となる。

内燃機関の一例 燃料噴射装置の一例 燃料噴射装置の制御装置の一例 制御装置による燃料噴射装置の制御の結果の一例 燃料噴射装置の流量特性の一例 複数の燃料噴射装置の制御結果の一例 弁リフト、ソレノイド電圧、フィルタ出力の関係 ストロークの異なる燃料噴射装置の動作結果 スプリング力とフィルタ出力のピークの関係 燃料噴射装置の個体特性を検出して駆動電流を補正する装置の構成の一例 ピーク電流を補正した結果の一例 電流打ち切り時間を補正した結果の一例 保持電流を補正した結果の一例 遅いほうの変曲点を抽出する方法の一例 遅いほうの変曲点を抽出する方法の別の例

図１は、本発明が提案する制御装置で制御される燃料噴射装置が装着される内燃機関を示す。内燃機関は、シリンダ１０６内に空気と燃料を取り込み、これらの混合気に点火プラグ１２１で着火し爆発させ、爆発によるエネルギでピストン１２２を往復運動させる。この往復運動は、コネクティングロッド１２３等からなるリンク機構でクランク軸の回転運動に変換され、自動車を動かす駆動力となる。

空気は、エアクリーナ１０１で濾過され、スロットル１０３で流量を調整され、コレクタ１０４、吸気ポート１０５を経て、シリンダ１０６に流入する。エアクリーナ１０１とスロットル１０３の間には、エアフローセンサ１０２があり、内燃機関が取り込む空気の量が計測される。一方で、燃料タンク内１１１の燃料は、低圧ポンプ１１２で低圧配管１１３に送られ、低圧配管１１３の燃料は高圧ポンプ１１４で高圧配管１１５に送られ、高圧配管１１５内の燃料は高圧に保たれる。高圧配管１１５には燃料噴射装置１１６が取り付けられ、燃料噴射装置１１６内のソレノイドに電流を流すことで、燃料噴射弁がひらき、弁が開いている間は燃料が噴射される。

図２は燃料噴射装置の構成を示す。燃料噴射装置の外側を構成する部材はハウジング２０１であり、これにはコア２０２が固定されており、さらにはソレノイド２０３が燃料噴射装置の中心軸を一周するように配置されている。中心軸には、上下に動く弁体２０４が配置されている。弁体２０４の周りを一周するようにアンカー２０５が配置されている。弁体２０４の上部には、弁体２０４を弁座２０６方向に押さえつけるセットスプリング２０７が配置される。セットスプリング２０７の上部には、スプリングアジャスタ２０８がハウジング２０１に固定されており、その上下の位置によってスプリング力を調整する。

ハウジング２０１の内部は燃料で満たされており、ソレノイド２０３に電流が流れるとアンカー２０５がソレノイド２０３に引き寄せられ、弁体２０４の下端が弁座２０６から離れ、それまで弁体２０４によってふさがれていた弁座２０６にあけられた噴孔２０９から燃料が噴射される。また、弁体２０４またはハウジング２０１には、ストッパ２１１が固定され、弁体が閉弁状態のときのアンカー２０５はゼロスプリング２１０によりこのストッパ２１１に押し付けられている。

このような構成の燃料噴射装置は、図３に示す制御装置により制御される。制御装置は、バッテリ３１１からの電力を用いてソレノイド２０３を駆動する。この制御装置は、バッテリ３１１の電圧を昇圧する昇圧回路３１０と、昇圧された電圧を保存するコンデンサ３０９と、昇圧された電圧ＶｂｏｏｓｔとソレノイドのＶＨ端子３５０の間をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ３０１を備える。また制御装置は、バッテリ電圧ＶｂａｔとソレノイドのＶＨ端子３５０の間をＯＮ−ＯＦＦをするスイッチ３０２、ソレノイドのＶＬ端子３５１と接地電圧の間をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ３０３、スイッチとＧＮＤの間に配置されて電流に比例した電圧を発生するシャント抵抗３０４、ＶＬ端子からコンデンサ３０９と昇圧回路３１０の間に向かう方向にのみ電流を流すダイオード３０８を備える。また制御装置は、ＧＮＤからＶＨ端子にのみ電流を流すダイオード３０５と、Ｖｂｏｏｓｔを印加する時間Ｔｐと、これを打ち切ってから次にバッテリ電圧を与えるまでの時間Ｔ２と、バッテリ電圧をスイッチングすることで流す電流値Ｉｈを記憶しておく設定値メモリ３２１、３２２、３２３、内部のタイマあるいは抵抗器によって計測される電流に基づいて３つのスイッチをＯＮ−ＯＦＦするスイッチ制御手段３１２を備える。

この制御装置を用いて、燃料噴射弁を制御する動作を図４を用いて説明する。ＥＣＵから制御装置３に駆動パルスＴｉが送られると、この立ち上がりに同期し、スイッチ制御手段３１２は、スイッチ３０３とスイッチ３０１をＯＮにする（時刻ｔ１）。すると、ソレノイド２０３の端子間には昇圧回路３１０で昇圧された電圧Ｖｂｏｏｓｔが印加され、電流が次第に流れ始める。電流は次第に大きくなり、これに伴ってソレノイド２０３が発生する磁界も大きくなる。磁界によってアンカー２０５をコア２０２に引き付ける磁気吸引力がゼロスプリング力より大きくなると、アンカー２０５はコア２０２方向に動き出す（時刻ｔ２）。

ゼロスプリング２１０の力によってストッパ２１１に押し付けられていたアンカー２０５の初期位置から、弁体２０４の突起までは隙間があり、この隙間をアンカー２０５が移動した後、弁体２０４はアンカー２０５により持ち上げられ始める。このとき、噴孔２０９から燃料が流れ出し始める（時刻ｔ３）。

時刻ｔ１にソレノイドに電流を流し始めてから、設定値メモリ３２１に記憶してある時間Ｔｐが経過すると、スイッチ３０３とスイッチ３０１はＯＦＦにされる（時刻ｔ４）。通常は、アンカー２０５がコア２０２に衝突する以前に、このタイミングに到達する。これはアンカー２０５がコア２０２に衝突するときの勢いを必要以上に大きくしないためである。スイッチ３０３と３０１がＯＦＦにされると、今までスイッチ３０３を通ってＧＮＤに流れ込んでいた電流がダイオード３０８を通ってコンデンサ３０９に流れ込み、ソレノイド２０３のＬＯＷ側端子の電圧のほうが高くなる。つまり、図４の電圧のグラフのｔ４〜ｔ５の間のように、ソレノイドに加わる電圧は負の値をとる。

時刻ｔ４にスイッチ３０１、３０３を打ち切ってから、設定値メモリ３２２に記憶している時間Ｔ２が経過すると、スイッチ３０２とスイッチ３０３をＯＮにして、ソレノイド２０３にバッテリの電圧Ｖｂａｔを印加する（時刻ｔ５）。これにより、弁体２０４とアンカー２０５がコア２０２にくっついている状態を保持する。また、このとき、シャント抵抗３０４に生じる電圧からソレノイド２０３に流れる電流を計測し、この電流値が、設定値メモリ３２３に記憶されている値Ｉｈになるように、スイッチ３０２をＯＮ−ＯＦＦする。

Ｔｉパルスの立下りに同期して、スイッチ３０２と３０３がＯＦＦになる（時刻ｔ６）。すると、電流は急速に減衰し、磁気吸引力は減衰し、弁体２０４とアンカー２０５はセットスプリング２０７力に押されて弁座２０６方向へ移動を開始する。またこのとき、電流が減衰する間、電流がコンデンサ３０９に流れるので、ソレノイド２０３には逆電圧がかかり、電流が０に収束すると徐々に電圧は０に近づく。やがて、弁体２０４は弁座２０６に達し、噴孔から流れ出ていた燃料がとまる（時刻ｔ７）。

弁体２０４と弁座２０６には弾性があるので、弁体２０４が弁座２０６に達したあとも弁体２０４は弁座２０６の方向に移動を続けるが、有る程度移動したところで弁体２０４と弁座２０６の弾性変形がもとに戻ろうとし始める。このときアンカー２０５は弁体から離れて慣性で弁座２０６方向に移動を継続する（時刻ｔ８）。時刻ｔ８までは、アンカー２０５には弁体２０４を通してセットスプリング２０７力と燃圧の力がかかっていたが、時刻ｔ８以降は、アンカー２０５と弁体２０４が離れることにより、これらの力はかからなくなる。そのため、アンカー２０５の加速度は急激に減少する。アンカー２０５の加速度が変化すると、アンカー２０５の動きによりソレノイド２０３に発生する逆起電力が変化し、ソレノイド２０３の電圧に変曲点が発生する。

アンカー２０５は弁体２０４から離れた後も、慣性により弁座２０６方向に移動を続けるが、やがてストッパ２１１に衝突する。この衝突によって、アンカー２０５の加速度は急変するので、ソレノイド２０３に発生する逆起電力が変化し、ソレノイドの電圧に変曲点が発生する（時刻ｔ９）。
以上で、図４を用いた制御装置による燃料噴射装置の制御の動作の説明を終わる。

このようなメカニズムで、燃料噴射弁は制御され、与えられる駆動パルスＴｉの幅に応じた量の燃料を噴射する。内燃機関に取り込まれる空気の量と、燃料の量は、一定の比率であることが、排気触媒を効率よく作用させるために望ましい。そのため、エアフローセンサで計測される空気量Ｑａをエンジン回転数Ｎｅｎｇで割った１回転あたりの吸気量Ｑａ／Ｎｅｎｇを目標空燃比λで割った値Ｑａ／Ｎｅｎｇ／λに比例した値をパルス幅Ｔｉとする。

ところが、燃料噴射装置には個体ばらつきがあり、同じ駆動パルスＴｉを加えても、各気筒に取り付けられた燃料噴射装置から噴射される燃料の量はばらつき、空燃比が濃い気筒と薄い気筒が発生する。

典型的な燃料噴射弁の流量特性は、図５（ａ）のようにばらつくので、開弁開始Ｔａ’と閉弁完了Ｔｂのタイミングを検出し、Ｔｂ−Ｔａ’が揃うように各燃料噴射弁に与える駆動パルスＴｉをＴｉ’に補正すると、Ｔｉと流量の関係は図５（ｂ）のようになる。この図をみると、フルリフトに至るまでの領域ａとフルリフトに至って弁挙動が落ち着く領域ｃでは流量特性が一致するが、領域ｂではそれぞれの燃料噴射弁によってばらつく。これは主にセットスプリング力によって弁挙動がばらつくからである。

スプリング力が、弱い、標準、強い、の３つの燃料噴射装置ＩＮＪ Ｃ、ＩＮＪ Ｂ、ＩＮＪ Ａに、図３に示すような駆動装置を用いて同一の駆動電流を与えたときのスイッチングパターン、電流、弁挙動と流量特性を図６に示す。スイッチ制御手段３１２に駆動パルスＴｉが入力されると、設定値メモリ３２１に記憶している時間Ｔｐが経過するまで、スイッチ制御手段３１２はスイッチ３０１、３０３をＯＮに、スイッチ３０２をＯＦＦにして、ソレノイド２０３に昇圧電圧を印加する。すると、ソレノイド２０３の電流が増加し、磁気吸引力が増加し、弁体２０４が上昇を始める。

時刻Ｔｐになると、スイッチ制御手段３１２は全スイッチをＯＦＦにしてソレノイド２０３に逆電圧を印加する。すると、ソレノイド２０３に流れる電流は急速に０に収束する。ソレノイド２０３が発生する磁気吸引力Ｆｍａｇは徐々に低下する。Ｆｍａｇがセットスプリング２０７の力Ｆｓｐと燃圧Ｆｐｆの和より小さくなると弁は上昇から下降に転じる。このタイミングはＦｓｐ＋Ｆｐｆの大きさに依存するので、セットスプリング力Ｆｓｐの大きいものは早く上昇から下降に転じ（Ｔｐａ）、Ｆｓｐの小さいものは遅く転じる（Ｔｐｃ）。

駆動電流を打ち切ることで上昇から下降に転じた弁は再びＴｈで電流を加えるまで下降を続ける。設定値メモリ３２１、３２２に記憶してい時間Ｔｐ、Ｔ２の和Ｔｈに時刻が達したら、スイッチ３０３をＯＮにし、スイッチ３０１をＯＦＦにし、設定値メモリ３２３に記憶しているＩｈから一定の範囲内に電流がおさまるように、スイッチ３０２をＯＮ−ＯＦＦする。これにより、ある時刻で再び磁気吸引力がＦｓｐ＋Ｆｐｆを超える。この時刻はＦｓｐが大きいほど遅く（Ｔｈａ）、小さいほど早い（Ｔｈｃ）。このタイミングで再び弁は上昇を始める。

また、弁の上昇する速度は、Ｉｈによる時期吸引力がＦｓｐ＋Ｆｐｆに打ち勝った分に伴って大きくなるので、Ｉｈが同じならスプリング力が小さいほど上昇速度は速く、スプリング力が大きいほど上昇速度は遅い。上昇を開始した弁は、やがてフルリフトに到達し、駆動パルスを打ち切られるまでフルリフトを維持する。

さらに、駆動パルスＴｉを打ち切ると、スプリング力の最も強いＩＮＪＡが最も早く時刻Ｔｂ１ａで弁体が弁座に到達し、スプリング力が最も弱いＩＮＪＣが最も遅く時刻Ｔｂ１ｃで弁体が弁座に到達する。このように、スプリング力によって弁挙動は異なり、その結果、図６の下図のように流量特性も異なる。また、この場合のＩＮＪの組み合わせなら、弁体が弁座に到達する時刻Ｔｂ１ａ、Ｔｂ１ｂ、Ｔｂ１ｃからスプリング力の大小がわかる。

図７を用いてスプリング力の大小を調べる手順を説明する。スプリング力によって、図７上図のように弁挙動が異なるとき、これらに対応したソレノイドの電圧は図７の中図のようになる。図に示すように、各燃料噴射装置で弁体が弁座に到達したタイミングＴｂ１と、そこからさらにアンカーが慣性で移動してストッパに衝突したタイミングＴｂ２にて、電圧に変曲点が現れる。この電圧を、例えば２階微分のような変化を強調するフィルタに入力すると、その出力は図７の下図のようになり、Ｔｂ１とＴｂ２に対応して２つのピークが現れる。この図に示すように、フィルタ出力の最初のピークＴｂ１ａ、ｂ、ｃが、閉弁完了のタイミングに相当し、この閉弁完了タイミングからセットスプリング力の大小が推定できる。

ところで、図６ではすべてのＩＮＪの弁リフトの最も高い点のリフト量（以後、ストロークと呼ぶ）が同じとして描かれているが、実際のＩＮＪでは、ＩＮＪによってストロークが異なる。すると、駆動パルスを同じタイミングで打ち切ったときの弁体が弁座に到達する時刻Ｔｂ１は図８のようになる。このときのスプリング力ＦｓｐとＴｂ１の関係をプロットすると、図９（ａ）のようになり、セットスプリング力ＦｓｐとＴｂ１の順序が入れ替わっているところがある。一方で、アンカーがストッパにぶつかる時間Ｔｂ２とセットスプリング力Ｆｓｐの関係をみると図９（ｂ）のようになり、セットスプリング力Ｆｓｐの大小関係とＴｂ２の大小関係は一致している。

Ｔｂ１で保たれなかったセットスプリング力Ｆｓｐとの大小順序関係がＴｂ２では保たれている理由を図９（ｃ）を使って説明する。Ｔｂ１はセットスプリング力Ｆｓｐによる寄与とストロークによる寄与から構成されるが、Ｔｂ２はこの構成にさらにセットスプリング力Ｆｓｐによる寄与が含まれる。そのため、全体に占めるストロークの寄与の割合が減少するため、Ｔｂ１よりＴｂ２を使ったほうがストロークの影響を除去してセットスプリング力Ｆｓｐの大小が推定できる。

また、別の見方をすると、ストロークが大きいと、閉弁開始から弁体が弁座に到達するまでの移動距離が長くなるので、Ｔｂ１が大きくなるが、Ｔｂ１からＴｂ２に至る距離はストロークに関係なく、さらに、ストロークが長いほうがＴｂ１における弁体とアンカーの速度が速いので、Ｔｂ１からＴｂ２への移動時間は短い。このように、Ｔｂ１とＴｂ２−Ｔｂ１を足すことで、ストロークの影響を相殺しあって、Ｆｓｐの推定におけるストロークの影響が低減できるを考えられる。

そこで、図１０（ａ）に示すようにソレノイドの駆動電圧を読み込む取込手段１００１と、この駆動電圧をフィルタリングして変曲点を強調する変曲点抽出フィルタ１００２と、この抽出された変曲点のうち、遅いほうの変曲点を選択する手段１００３と、選択された遅いほうの変曲点のタイミングに基づいて図３に示す設定値メモリ３２１、３２２、３２３のパラメータＴｐ、Ｔ２、Ｉｈを補正して、ＩＮＪの駆動電流を補正する駆動電流補正手段１００４からなることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置を用いる。

また、遅いほうの変曲点のタイミングをとる代わりに、ソレノイドの駆動電圧を読み込む取込手段１００１と、この駆動電圧をフィルタリングして変曲点を強調する変曲点抽出フィルタ１００２と、この抽出された変曲点のうち、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差を計算する手段１００５と、変曲点間の時間差に基づいて図３に示す設定値メモリ３２１、３２２、３２３のパラメータＴｐ、Ｔ２、Ｉｈを補正して、ＩＮＪの駆動電流を補正する駆動電流補正手段１００４からなることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置を用いてもよい。

また、別の言い方をすると、駆動電流パラメータに基づいて、燃料噴射装置のソレノイドに印加する電流・電圧を制御することで燃料噴射弁の開閉を制御し、これによって燃焼噴射特性を制御する燃料噴射装置の制御装置において、ソレノイドの駆動電圧に現れる２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点、ないしは、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差に基づき、駆動電流パラメータを補正することを特徴とする燃料噴射装置の制御装置を用いてもよい。

このように、ソレノイド駆動電圧の２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点、ないしは、遅いほうと早いほうの時間差を用いることで、セットスプリング力推定におけるストロークのばらつきの影響を小さくでき、これを用いて駆動電流パラメータを補正することで、燃料噴射弁の動作が揃い、燃料噴射特性が揃うという効果がある。

駆動電流のパラメータを補正する具体的な作用と効果は、以下の「Ｔｐ補正手段の追加」、「Ｔｈ補正手段の追加」、「Ｉｈ補正手段の追加」にて説明する。また、この発明を実施する場合には、ソレノイド駆動電圧の２つの変曲点のうち、
（１） 早いほうの変曲点の時刻
（２） 遅いほうの変曲点の時刻
（３） 遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差
と、駆動電流パラメータの相関もつのは（１）（２）（３）のうちのどれかを調べて、（２）ないしは（３）となるようになっていればよい。

この作用と効果を、例えばＴｐを補正する場合で説明する。
＜Ｔｐ補正手段の追加＞
図７のように、ソレノイド駆動電圧を変曲点抽出フィルタ１００２でフィルタリングすると、図７の下図のようにフィルタに２つのピークＴｂ１、Ｔｂ２が現れるので、変曲点選択手段１００３で２つのピークのうちの遅いほうのピークのタイミングＴｂ２を検出する。 Ｔｂ２が標準より大きいなら、図１１上図に示すように、設定値メモリ３２１のＴｐの値をＴｐ’へ小さくし、Ｔｂ２が標準より小さいならＴｐの値をＴｐ’’へ大きくする。すると、ピーク電流による弁リフトが図１１の中図のように揃う。これにより、流量特性は図１１の下図のようになり、流量特性の平坦部がそろうことで図６にくらべれば流量特性がそろってくる。さらにＴｈを個々の燃料噴射装置について補正すれば、なお、流量特性がそろってくることを、以下説明する。

＜Ｔｈ補正手段の追加＞
図１２の上図に示すように、変曲点選択手段１００３が出力するＴｂ２の遅い燃料噴射装置、すなわち、スプリング力の弱い燃料噴射装置では、Ｔｈ＝Ｔｐ＋Ｔ２を遅いＴｈ’にすることで、磁気吸引力のたちあがりを遅くし、弁リフトが再び上昇に転じるタイミングを遅くする。また、Ｔｂ２のはやい燃料噴射装置、すなわち、スプリング力の強い燃料噴射装置では、Ｔｈを早いＴｈ”にすることで、時期吸引力の立ち上がりを早くし、弁リフトが再び上昇に転じるタイミングを早くする。このように、検知したＴｂ２に応じて設定メモリ３２２に記憶されているＴ２を補正することで、すべての燃料噴射装置が上昇に転じるタイミングを図１２の中央の図のように揃える。

そのようにすることで、流量特性は図１２の下図のようになる。流量特性の平坦部の高さ、平坦部が終わって再び流量が増加を開始する駆動パルス幅はそろったが、フルリフトに至るまでの傾きがいまだに異なる。

＜Ｉｈ補正手段の追加＞
そこで、図１３の上図のように、変曲点選択手段１００３が出力するＴｂ２の早い燃料噴射装置、すなわち、スプリング力の大きい燃料噴射装置ａのＩｈは大きな値Ｉｈ”に補正し、Ｔｂ２の遅い燃料噴射装置、すなわち、スプリング力の小さい燃料噴射装置ｃのＩｈは小さな値Ｉｈ’に補正し、設定値メモリ３２３に書き込む。すると、フラット部の終端からフルリフトに至るまでの、弁リフトが上昇する速度が図１３の中図のように揃う。また、このときの流量特性は図１３の下図のようになり、傾きがそろう。

このように、３つのパラメータＴｐ、Ｔ２、Ｉｈを、検知されたＴｂ２に基づき、セットスプリング力に応じて補正することで、弁挙動が揃い、その結果として流量特性もそろった。このようにすることで、図１３の下図に示す流量特性のＱｍｉｎ線までの範囲で燃料噴射装置が使えるようになった。以上述べたような作用により、燃料噴射装置のセットスプリング力のばらつきを補正し、燃料噴射量をそろえる、という効果が期待できる。

＜フィルタ出力から遅いほうのピークを抽出する方法＞
本実施例では、フィルタ出力から遅いほうのピークの時刻を特定する。ここでは、フィルタ出力から遅いほうの変曲点の時刻を特製する手段について述べる。遅いほうの時刻を特製する手段は、図１４の（ａ）に示すように、変曲点抽出フィルタ１００２の現在の値と過去の値とを比較することでピークを検出する比較手段１４０１と、検出したピークをすべて記憶しておくピークメモリ１４０２と、記憶されたピークのうち最も遅い時間を遅いほうの変曲点と認識するピーク選択手段１４０３から構成される。

図１０の変曲点抽出フィルタ１００２から出力される、図１４（ｂ）のような信号は、比較手段１４０１にて、現在の値ｕ（ｔ）と、１サンプル過去の値ｕ（ｔ−１）、２サンプル過去の値ｕ（ｔ−２）が比較される。
このとき、
Ｕ（ｔ−２）＜ｕ（ｔ−１）、ｕ（ｔ−１）＞ｕ（ｔ）
が成り立てば、ｕ（ｔ−１）はピークだと判断される。ピークだと判断されると、ピークをとった時刻ｔ−１とピーク値ｕ（ｔ−１）がＴ（０）とＵ（０）としてピークメモリに書きこまれる。
次に、再び
Ｕ（ｔ−２）＜ｕ（ｔ−１）、ｕ（ｔ−１）＞ｕ（ｔ）
が成り立てば、ここもピークだと判断され、ピークをとった時刻ｔ−１とピーク値ｕ（ｔ−１）がＴ（１）とＵ（１）としてピークメモリに書きこまれる。これが検知区間が終わるまで繰り返される。検知区間が終わると、ピーク選択手段は、Ｔ（１）を遅いほうのピーク時刻として出力する。

また、ピーク時刻の差Ｔ（１）−Ｔ（０）をとってもよい。遅いほうのピーク時刻、あるいは、ピーク時刻の差を用いて、図１０の駆動電流補正手段１００４は、先述の「Ｔｐ補正手段の追加」、「Ｔｈの補正手段の追加」、「Ｉｈの補正手段の追加」に示したように駆動電流を補正する。すると、セットスプリング力のインジェクタごとの個体差を補正するように駆動電流は制御される。その結果、流量特性が揃い、最小噴射量が低減される。

また、次のような構成も考えられる。図１５（ａ）に示すように、２つの変曲点をなますフィルタ１５０１と、このフィルタの出力が増えているときに変曲点抽出フィルタのピークを抽出する上昇時ピーク抽出手段１５０２と、なますフィルタの出力が増えてないときに変曲点抽出フィルタのピークを抽出する下降時ピーク抽出手段１５０３と、から構成される。

図１０の変曲点抽出フィルタ１００２から出力される、図１５（ｂ）のような信号は、なましフィルタ１５０１にて、図１５（ｂ）のような、１つの山になまされる。このとき、図１５（ｂ）に示されるように、変曲点抽出フィルタ１００２の出力の最初のピークは、なましフィルタ１５０１の出力の上昇中に出現し、遅いほうのピークはなましフィルタ１５０１の出力の下降中に現れることが分かる。

そこで、上昇時ピーク抽出手段１５０２は、なましフィルタ１５０１の出力が上昇しているときにかぎり最大値探索を行い、下降時ピークフィルタ１５０３は、なましフィルタ１５０１の出力が下降しているときのみ最大値探索を行う。このように、２つのピーク抽出手段を設けることにより、第１ピークと第２ピークを別々に識別できる。

この２つの抽出手段で探索した、遅いほうのピークの時刻、あるいは、ピーク時刻の差は、セットスプリング力と相関があり、これらの値を使って、図１０の駆動電流補正手段１００４は、先述の「Ｔｐ補正手段の追加」、「Ｔｈの補正手段の追加」、「Ｉｈの補正手段の追加」に示したように駆動電流を補正する。すると、セットスプリング力のインジェクタごとの個体差を補正するように駆動電流は制御される。その結果、流量特性が揃い、最小噴射量が低減される。

１０１ エアクリーナ ２０９ 噴孔
１０２ エアフローセンサ ３０１ スイッチ
１０３ スロットル ３０２ スイッチ
１０４ コレクタ ３０３ スイッチ
１０５ 吸気ポート ３０４ シャント抵抗
１０６ シリンダ ３０５ ダイオード
１１１ 燃料タンク ３０６ ダイオード
１１２ 低圧ポンプ ３０７ ダイオード
１１３ 低圧配管 ３０８ ダイオード
１１４ 高圧ポンプ ３０９ コンデンサ
１１５ 高圧配管 ３１０ 昇圧回路
１１６ 燃料噴射装置 ３１１ バッテリ
１２１ 点火プラグ ３１２ スイッチ制御手段
１２２ ピストン ３２１ 設定値メモリ
１２３ コネクティングロッド ３２２ 設定値メモリ
３２３ 設定値メモリ
２０１ ハウジング ３４１ 補正手段
２０２ コア ３４２ 補正手段
２０３ ソレノイド ３４３ 補正手段
２０４ 弁体 ３３１ 微分手段
２０５ アンカー ３３２ 微分手段
２０６ 弁座 ３３３ ピーク探索手段
２０７ セットスプリング ３３４ ピーク探索手段
２０８ スプリングアジャスタ

Claims (9)

1. 駆動電流パラメータに基づいて、燃料噴射装置のソレノイドに印加する電流・電圧を制御することで燃料噴射特性を制御する燃料噴射装置の制御装置において、
   前記ソレノイドの駆動電圧に現れる２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点、ないしは、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差に基づき、前記駆動電流パラメータを補正することを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
2. 駆動電流パラメータに基づいて、燃料噴射装置のソレノイドに印加する電流・電圧を制御することで燃料噴射弁の開閉を制御する燃料噴射装置の制御装置において、
   前記ソレノイドの駆動電圧をフィルタリングして変曲点を抽出する変曲点抽出フィルタと、
   前記変曲点抽出フィルタにより抽出された変曲点のうち、遅いほうの変曲点のタイミング、又は変曲点の間の時間差に基づいて前記駆動電流パラメータを補正する駆動電流補正手段からなることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
3. 燃料噴射弁に昇圧電圧を印加し、これを打ち切った後、保持電流を流す燃料噴射弁の制御装置において、
   ソレノイドの駆動電圧をフィルタリングして変曲点を抽出する変曲点抽出フィルタと、
   前記変曲点抽出フィルタにより抽出された変曲点のうち、遅いほうの変曲点を選択する手段ないしは遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差を計算する手段と、
   昇圧電圧の印加時間、昇圧電圧打ち切りから保持電流印加までの時間、保持電流値のうちの少なくとも一つを含む組合せを，遅いほうの変曲点のタイミング、又は変曲点の間の時間差に基づき気筒毎に補正する手段を備えることを特徴とする燃料噴射弁制御装置。
4. 請求項１ないしは請求項２記載の燃料噴射弁制御装置において、
   変曲点抽出フィルタの現在の値と過去の値とを比較することでピークを検出する比較手段と、
   検出したピークをすべて記憶しておくピークメモリと、
   記憶されたピークのうち最も遅い時間を遅いほうの変曲点と認識するピーク選択手段とを備えることを特徴とする燃料噴射弁制御装置。
5. 請求項１ないしは請求項２記載の燃料噴射弁制御装置において、
   ２つの変曲点をなますフィルタと、このフィルタの出力が増えているときに変曲点抽出フィルタのピークを抽出する上昇時ピーク抽出手段と、なますフィルタの出力が増えてないときに変曲点抽出フィルタのピークを抽出する下降時ピーク抽出手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射弁制御装置。
6. 請求項１ないしは請求項２記載の燃料噴射弁制御装置において、
   前記ソレノイドの駆動電圧に現れる２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点、ないしは、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差に基づき、前記駆動電流パラメータを補正することを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
7. 請求項３記載の燃料噴射弁制御装置において、
   前記ソレノイドの駆動電圧に現れる２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点のタイミング、ないしは、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差に基づき、タイミングが遅いほど，ないしは，時間差が長いほど，昇圧電圧の印加時間を短くすることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
8. 請求項３記載の燃料噴射弁制御装置において、
   前記ソレノイドの駆動電圧に現れる２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点のタイミング、ないしは、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差に基づき、タイミングが遅いほど，ないしは，時間差が長いほど，昇圧電圧打ち切りから保持電流印加までの時間を長くすることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
9. 請求項３記載の燃料噴射弁制御装置において、
   前記ソレノイドの駆動電圧に現れる２つの変曲点のうち、遅いほうの変曲点のタイミング、ないしは、遅いほうの変曲点と早いほうの変曲点の時間差に基づき、タイミングが遅いほど，ないしは，時間差が長いほど，保持電流値を小さくすることを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。

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