JP2018112086A - 噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇圧回路の動作を停止することなく、噴射弁の動作タイミングを精度良く検出する。【解決手段】噴射制御装置１０は、電磁弁１１〜１４の駆動を制御するもので、昇圧回路１７、電圧検出部２９、３０、動作タイミング検出部２１および差分処理部３１を備えている。昇圧回路１７は、ピーク電流の供給を行うための昇圧電圧ＶＰを生成する。電圧検出部２９、３０は、電磁弁１１〜１４の駆動に応じて変化する駆動電圧を検出するものであり、その駆動電圧に対応した電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆを出力する。差分処理部３１は、動作タイミングを検出する対象である電磁弁に対応した電圧検出信号である検出対象信号と、動作タイミングを検出する対象ではない電磁弁に対応した物理量検出信号であるノイズ抽出用信号との差分を表す差分信号Ｓａを出力する。動作タイミング検出部２１は、差分信号Ｓａを用いて電磁弁１１〜１４の動作タイミングを検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射する噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置に関する。

内燃機関に燃料を噴射する噴射弁であるインジェクタの電磁弁の駆動を制御する噴射制御装置において、開弁または閉弁タイミング（以下、これらをまとめて動作タイミングとも呼ぶ）を高精度に制御することを目的として、駆動電流または駆動電圧の変化を用いて電磁弁の動作タイミングを推定（検出）する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

また、噴射制御装置としては、高応答駆動を実現するため、バッテリ電圧よりも高い昇圧電圧を生成するための昇圧回路を備えた構成がある。このような構成によれば、昇圧電圧を電磁弁に印加してピーク電流を流すことにより、電磁弁を速やかに開弁させることができる。

このような噴射制御装置では、次のような問題が生じていた。すなわち、電磁弁の動作タイミングを推定するための駆動電流または駆動電圧の変化は微小なものである。そのため、昇圧回路で発生する比較的振幅の大きいスイッチングノイズなどのノイズが駆動電流や駆動電圧の波形に重畳すると、動作タイミングを精度良く検出することができずに誤差が生じるおそれがある。

特開２０１４−１５２６９７号公報

現状、このような問題への対策として、次のような２つの方法が用いられている。１つ目の方法は、ローパスフィルタを用いて駆動電流または駆動電圧に重畳したノイズを除去する方法である。この方法によれば、フィルタの作用によりノイズが除去されることになるが、検出対象の信号（駆動電流または駆動電圧）がフィルタを通過することにより、本来検出したいインジェクタのリフト挙動により発生する波形変化情報も失われる可能性がある。

２つ目の方法は、動作タイミングを検出する検出期間中、昇圧回路の動作を停止する方法である。この方法によれば、検出期間中、駆動電流または駆動電圧にノイズが重畳されなくなるため、ノイズによる検出誤差の発生そのものが無くなる。しかし、この方法では、昇圧回路の動作を停止した期間の分だけ、昇圧電圧を生成するための充電期間が長くなるため、短インターバルでの噴射ができなくなる。すなわち、この場合、多段噴射やオーバーラップ噴射など、噴射の間隔が短くなるケースに対応することができなくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、昇圧回路の動作を停止することなく、噴射弁の動作タイミングを精度良く検出することができる噴射制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の噴射制御装置（１０、４１）は、内燃機関に燃料を噴射する複数の噴射弁（１１〜１４）に対し、設定された駆動期間の開始時に噴射弁を速やかに開弁させるためのピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、噴射弁の駆動を制御するもので、昇圧回路（１７）、複数の物理量検出部（２３、２４、２９、３０）、動作タイミング検出部（２１）および差分処理部（３１）を備えている。昇圧回路は、ピーク電流の供給を行うための昇圧電圧を生成する。物理量検出部は、複数の噴射弁のそれぞれの駆動に応じて変化する物理量を検出するものであり、物理量に対応した物理量検出信号を出力する。動作タイミング検出部は、噴射弁の動作タイミングを検出する。差分処理部は、動作タイミングを検出する対象である噴射弁に対応した物理量検出信号である検出対象信号と、動作タイミングを検出する対象ではない噴射弁に対応した物理量検出信号であるノイズ抽出用信号との差分を表す差分信号を出力する。

上記構成において、昇圧回路で発生するノイズは、複数の物理量検出部に対して同様に影響を及ぼす。そのため、各物理量検出部から出力される物理量検出信号には、同位相および同レベルのノイズが重畳することになる。したがって、検出対象信号とノイズ抽出用信号の差分を表す差分信号は、昇圧回路のノイズが除去された信号となる。動作タイミング検出部は、このような昇圧回路のノイズが除去された差分信号を用いて噴射弁の動作タイミングを検出する。

したがって、上記構成によれば、ローパスフィルタを用いる従来技術のように検出波形の位相ずれがなく、昇圧回路で発生するノイズの影響を受けることなく、例えば噴射弁の開弁タイミングや閉弁タイミングなどの動作タイミングを精度良く検出することができる。そのため、上記構成の噴射制御装置によれば、高精度な噴射量制御を行うことが可能となり、燃費や排気エミッションの改善といった効果が得られる。また、上記構成では、動作タイミングを検出する検出期間中にも昇圧回路の動作を停止する必要がないため、昇圧電圧を生成するための充電期間が長引くことがない。そのため、上記構成の噴射制御装置によれば、一層短いインターバルでの噴射制御を実現することが可能となり、燃費が一層向上するといった効果が得られる。さらに、上記構成によれば、充電期間が長引くことがないため、昇圧回路の能力を向上させる必要がなく、その分だけ、製品の小型化やコスト低減を図ることができる。

第１実施形態に係る噴射制御装置およびインジェクタの構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る差分処理部の具体的な構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る閉弁タイミングを検出する際に実行される処理の内容を模式的に示す図 第１実施形態に係る閉弁タイミングを検出する際における各部の動作状態などを模式的に示すタイミングチャート 第２実施形態に係る噴射制御装置およびインジェクタの構成を模式的に示す図

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４を参照して説明する。

図１に示す噴射制御装置１０は、車両に搭載される複数の電子制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）のうちの１つであるエンジンＥＣＵに設けられている。エンジンＥＣＵは、車両の様々な運転状態における各種センサ信号に基づいて各種アクチュエータを統合的に制御し、最適なエンジン状態での動作を実現するものである。

噴射制御装置１０は、４つのインジェクタ＃１〜＃４の駆動を制御する。インジェクタ＃１〜＃４は、例えば車両に搭載された内燃機関に相当する４気筒エンジンの各気筒内に、高圧に圧縮された燃料を噴射供給する。噴射制御装置１０は、インジェクタ＃１〜＃４が備える電磁ソレノイド式の電磁弁１１〜１４への通電電流を制御して電磁弁１１〜１４を開閉駆動する。電磁弁１１〜１４は、噴射弁に相当する。

噴射制御装置１０には、図示しない車載バッテリから出力されるバッテリ電圧ＶＢが直流電源線Ｌｄを通じて供給されている。なお、上記車載バッテリは、直流電源に相当し、バッテリ電圧ＶＢは直流電圧に相当する。噴射制御装置１０の端子Ｐ１と端子Ｐ２の間には電磁弁１１が接続され、端子Ｐ１と端子Ｐ３の間には電磁弁１４が接続されている。噴射制御装置１０の端子Ｐ４と端子Ｐ５の間には電磁弁１３が接続され、端子Ｐ４と端子Ｐ６の間には電磁弁１２が接続されている。

この場合、噴射制御装置１０は、設定された駆動期間の開始時、電磁弁１１〜１４に対してピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、電磁弁１１〜１４を速やかに開弁させる。その後、噴射制御装置１０は、駆動期間が終了するまで定電流制御を行い、電磁弁１１〜１４の開弁状態を保持する。

電磁弁１１〜１４は、ソレノイドを備えており、そのソレノイドに通電されると、弁体が開弁位置からリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に変位して燃料噴射が行われる。また、上記ソレノイドが断電されると、リターンスプリングの付勢力により弁体が閉弁位置に復帰して燃料噴射が停止する。電磁弁１１および１４は、同時に開弁状態にならないように駆動制御される。また、電磁弁１２および１３は、同時に開弁状態にならないように駆動制御される。

噴射制御装置１０は、マイコン１５、制御ＩＣ１６、昇圧回路１７、駆動回路１８などを備えている。マイコン１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するものであり、ＣＰＵがＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することにより、装置の動作全般を制御する。マイコン１５は、噴射制御部１９、補正部２０、動作タイミング検出部２１およびＡ／Ｄ変換部２２を備えている。なお、本実施形態では、噴射制御部１９、補正部２０、動作タイミング検出部２１は、マイコン１５のＣＰＵにより実行されるプログラムによりソフトウェア的に実現されている。

噴射制御部１９は、インジェクタ駆動要求時、電磁弁１１〜１４のそれぞれについての開弁および閉弁を指令するための駆動要求信号（以下、噴射パルスとも呼ぶ）を制御ＩＣ１６に送信する。また、噴射制御部１９は、インジェクタ駆動要求時、電磁弁１１〜１４に流す電流値を指令するための要求電流値を制御ＩＣ１６に送信する。なお、噴射パルスおよび要求電流値は、専用の信号線または通信を介して送信される。

マイコン１５には、制御ＩＣ１６から出力される差分信号Ｓａが与えられている。詳細は後述するが、差分信号Ｓａは、電磁弁１１〜１４の駆動電圧（下流側端子の電圧）に対応した信号である。Ａ／Ｄ変換部２２は、差分信号ＳａをＡ／Ｄ変換する。動作タイミング検出部２１は、Ａ／Ｄ変換部２２から出力される差分信号Ｓａを表すデジタル値を用いて電磁弁１１〜１４の動作タイミング、具体的には閉弁タイミングを検出する。

また、詳細は後述するが、動作タイミング検出部２１は、例えば通信などを介して、制御ＩＣ１６に対し、動作タイミングを検出する対象となる電磁弁（以下、検出対象気筒と呼ぶ）および動作タイミングを検出する対象ではない電磁弁（以下、ノイズ抽出気筒と呼ぶ）などを設定する指令信号Ｓｂを送信する。

補正部２０には、動作タイミング検出部２１による閉弁タイミングの検出結果が与えられている。補正部２０は、その検出結果に基づいて、電磁弁１１〜１４の駆動に関する制御内容を補正する。具体的には、補正部２０は、動作タイミング検出部２１により検出された閉弁タイミングに基づいて、実際の閉弁タイミングが所望するタイミングとなるように補正を行う。なお、閉弁タイミングの補正（調整）は、噴射制御部１９から出力される噴射パルスの時間を調整することにより実現可能である。また、閉弁タイミングの補正は、昇圧回路１７により生成される昇圧電圧ＶＰの目標値を調整することでも実現することができる。

制御ＩＣ１６は、電流検出部２３、２４、駆動制御部２５、２６、切替部２７、２８、電圧検出部２９、３０、差分処理部３１、昇圧制御部３２などを備えている。電流検出部２３は、電磁弁１１、１４の駆動電流を検出するものであり、その駆動電流に対応した電流検出信号Ｓｃを出力する。この場合、電流検出部２３は、電磁弁１１、１４の駆動電流が流れる経路に直列に設けられたシャント抵抗Ｒｓ１の端子間電圧を増幅した電圧信号を、電流検出信号Ｓｃとして出力する。

電流検出部２４は、電磁弁１２、１３の駆動電流を検出するものであり、その駆動電流に対応した電流検出信号Ｓｄを出力する。この場合、電流検出部２４は、電磁弁１２、１３の駆動電流が流れる経路に直列に設けられたシャント抵抗Ｒｓ２の端子間電圧を増幅した電圧信号を、電流検出信号Ｓｄとして出力する。

駆動制御部２５、２６は、マイコン１５から送信される駆動要求信号および要求電流値、電流検出部２３、２４から出力される電流検出信号Ｓｃ、Ｓｄなどに基づいて駆動回路１８の動作を制御する。具体的には、駆動制御部２５、２６は、駆動要求のあるインジェクタに対応した電磁弁１１〜１４に要求電流値に基づいた電流が供給されるように駆動回路１８の動作を制御する。

噴射制御装置１０には、電磁弁１１〜１４の下流側端子の電圧である駆動電圧がそれぞれ与えられている。切替部２７は、電磁弁１１、１４の各駆動電圧を入力し、それら駆動電圧のうち一方を選択して出力する。切替部２８は、電磁弁１２、１３の各駆動電圧を入力し、それら駆動電圧のうち一方を選択して出力する。切替部２７、２８による切替動作は、駆動制御部２５、２６によりそれぞれ制御される。

電圧検出部２９は、電磁弁１１、１４の駆動電圧を検出するものであり、その駆動電圧に対応した電圧検出信号Ｓｅを出力する。この場合、電圧検出部２９は、切替部２７から出力される電磁弁１１、１４のうちいずれかの駆動電圧を増幅した電圧信号を、電圧検出信号Ｓｅとして出力する。

電圧検出部３０は、電磁弁１２、１３の駆動電圧を検出するものであり、その駆動電圧に対応した電圧検出信号Ｓｆを出力する。この場合、電圧検出部３０は、切替部２８から出力される電磁弁１１、１４のうちいずれかの駆動電圧を増幅した電圧信号を、電圧検出信号Ｓｆとして出力する。

本実施形態では、電磁弁１１〜１４の駆動電圧が、電磁弁１１〜１４のそれぞれの駆動に応じて変化する物理量に相当する。また、電圧検出部２９、３０は、上記物理量に対応した物理量検出信号を出力する物理量検出部に相当する。この場合、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆが物理量検出信号に相当する。

電圧検出部２９、３０から出力される電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆは、差分処理部３１に与えられている。差分処理部３１には、マイコン１５の動作タイミング検出部２１から出力される指令信号Ｓｂが与えられている。詳細な構成および動作は後述するが、差分処理部３１は、指令信号Ｓｂに基づいて検出対象気筒およびノイズ抽出気筒の設定を行うとともに、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆの差分を表す差分信号Ｓａを生成して出力する。なお、この場合、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆのうち、一方が検出対象気筒に対応した検出対象信号に相当し、他方がノイズ抽出気筒に対応したノイズ抽出用信号に相当する。

昇圧制御部３２は、電磁弁１１〜１４に前述したピーク電流を流すための昇圧電圧ＶＰを生成する昇圧回路１７の動作を制御する。昇圧回路１７は、昇圧型のスイッチング電源回路として構成されており、バッテリ電圧ＶＢを昇圧することにより昇圧電圧ＶＰを生成する。具体的には、昇圧回路１７は、コイルＬ１、コンデンサＣ１、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子ＳＷ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２などを備えている。

コイルＬ１の一方の端子は直流電源線Ｌｄに接続され、コイルＬ１の他方の端子はノードＮ１に接続されている。ノードＮ１は、ダイオードＤ１を順方向に介して昇圧電圧ＶＰを出力するための出力電源線Ｌｏに接続されているとともに、スイッチング素子ＳＷ１のドレイン・ソース間を介して回路の基準電位となるグランド電位（０Ｖ）が与えられるグランド線Ｌｇに接続されている。

出力電源線Ｌｏとグランド線Ｌｇの間には、昇圧電圧ＶＰを充電するためのコンデンサＣ１が接続されている。また、出力電源線Ｌｏとグランド線Ｌｇの間には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２の相互接続ノードＮ２の電圧は、昇圧制御部３２に与えられている。

昇圧制御部３２は、相互接続ノードＮ２の電圧に基づいて出力電源線Ｌｏの電圧、つまり昇圧電圧ＶＰを検出する。昇圧制御部３２は、その検出値に基づいて、昇圧電圧ＶＰが目標値に一致するようにスイッチング素子ＳＷ１の駆動を制御する。このような制御により、コイルＬ１に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ１を通してコンデンサＣ１に移され、昇圧動作が行われる。

駆動回路１８は、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑ４、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＱ５〜Ｑ８、ダイオードＤ２〜Ｄ９、ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２、コンデンサＣ２〜Ｃ７、抵抗Ｒ３、Ｒ４、シャント抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２などを備えている。

トランジスタＱ１のソースは出力電源線Ｌｏに接続され、そのドレインは端子Ｐ１に接続されている。トランジスタＱ２のソースは直流電源線Ｌｄに接続され、そのドレインはダイオードＤ２を順方向に介して端子Ｐ１に接続されている。ダイオードＤ３のカソードは端子Ｐ１に接続され、そのアノードはグランド線Ｌｇに接続されている。端子Ｐ１とグランド線Ｌｇの間には、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２がそれぞれ接続されている。

トランジスタＱ５のドレインは端子Ｐ２に接続され、そのソースはシャント抵抗Ｒｓ１を介してグランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ６のドレインは端子Ｐ３に接続され、そのソースはシャント抵抗Ｒｓ１を介してグランド線Ｌｇに接続されている。端子Ｐ２とグランド線Ｌｇの間にはコンデンサＣ３が接続され、端子Ｐ３とグランド線Ｌｇの間にはコンデンサＣ４が接続されている。

ダイオードＤ４のカソードはトランジスタＱ５のゲートに接続され、そのアノードはツェナーダイオードＺＤ１のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードは、トランジスタＱ５のドレインに接続されている。ダイオードＤ５のカソードはトランジスタＱ６のゲートに接続され、そのアノードはツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ２のカソードは、トランジスタＱ６のドレインに接続されている。

トランジスタＱ３のソースは出力電源線Ｌｏに接続され、そのドレインは端子Ｐ４に接続されている。トランジスタＱ４のソースは直流電源線Ｌｄに接続され、そのドレインはダイオードＤ６を順方向に介して端子Ｐ４に接続されている。ダイオードＤ７のカソードは端子Ｐ４に接続され、そのアノードはグランド線Ｌｇに接続されている。端子Ｐ４とグランド線Ｌｇの間には、抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ５がそれぞれ接続されている。

トランジスタＱ７のドレインは端子Ｐ５に接続され、そのソースはシャント抵抗Ｒｓ２を介してグランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ８のドレインは端子Ｐ６に接続され、そのソースはシャント抵抗Ｒｓ２を介してグランド線Ｌｇに接続されている。端子Ｐ５とグランド線Ｌｇの間にはコンデンサＣ６が接続され、端子Ｐ６とグランド線Ｌｇの間にはコンデンサＣ７が接続されている。

ダイオードＤ８のカソードはトランジスタＱ７のゲートに接続され、そのアノードはツェナーダイオードＺＤ３のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３のカソードは、トランジスタＱ７のドレインに接続されている。ダイオードＤ９のカソードはトランジスタＱ８のゲートに接続され、そのアノードはツェナーダイオードＺＤ４のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ４のカソードは、トランジスタＱ８のドレインに接続されている。

トランジスタＱ１〜Ｑ８の各ゲートには、制御ＩＣ１６の駆動制御部２５、２６から出力される駆動信号が与えられており、それによりトランジスタＱ１〜Ｑ８の駆動が制御される。上記構成において、トランジスタＱ１、Ｑ３は、電磁弁１１〜１４に昇圧電圧ＶＰを印加する経路を開閉するものであり、以下では放電ＭＯＳとも呼ぶ。

また、トランジスタＱ２、Ｑ４は、電磁弁１１〜１４にバッテリ電圧ＶＢを印加する経路を開閉するものであり、以下、定電流ＭＯＳとも呼ぶ。また、トランジスタＱ５〜Ｑ８は、電磁弁１１〜１４の下流側端子とグランド線Ｌｇとの間を開閉するものであり、以下では気筒選択ＭＯＳとも呼ぶ。

制御ＩＣ１６の駆動制御部２５、２６は、マイコン１５から与えられる駆動要求信号に基づいて電磁弁１１〜１４の中から通電を行うものを選択し、駆動要求信号が開弁を指令する期間（以下、駆動期間と呼ぶ）、その電磁弁に対応して設けられた気筒ＭＯＳをオン駆動する。

制御ＩＣ１６の駆動制御部２５、２６は、駆動要求信号に基づいて電磁弁１１〜１４の中から通電を行うものを選択し、その電磁弁に対応して設けられた放電ＭＯＳをオン駆動する。制御ＩＣ１６の駆動制御部２５、２６は、電流検出信号Ｓｃ、Ｓｄに基づいて検出された電磁弁１１〜１４への通電電流（駆動電流）の検出値がピーク電流指令値（要求電流値）に達すると、放電ＭＯＳをオフ駆動する。以下、放電ＭＯＳがオン駆動されている期間を放電期間と呼ぶ。

制御ＩＣ１６の駆動制御部２５、２６は、放電期間が経過した後、駆動期間が終了するまでの定電流制御期間には、通電対象の電磁弁に対応して設けられた定電流ＭＯＳをオンオフ駆動する。これにより、電磁弁１１〜１４に対し、開弁状態に保つための一定の駆動電流を供給する定電流制御が行われる。

続いて、差分処理部３１の具体的な構成について図２を参照して説明する。図２に示すように、差分処理部３１は、選択部３３、差分回路３４、ハイパスフィルタ３５および切替部３６を備えている。選択部３３は、４つの入力端子Ｐｉ１〜Ｐｉ４を備えるとともに、２つの出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２を備えている。入力端子Ｐｉ１、Ｐｉ４には電圧検出信号Ｓｅが入力され、入力端子Ｐｉ２、Ｐｉ３には電圧検出信号Ｓｆが入力されている。出力端子Ｐｏ１から出力される信号は、動作タイミングを検出する対象の電磁弁の駆動電圧に対応した検出対象信号に相当する。また、出力端子Ｐｏ２から出力される信号は、動作タイミングを検出する対象ではない電磁弁に対応したノイズ抽出用信号に相当する。

選択部３３は、入力端子Ｐｉ１、Ｐｉ２に入力された信号のうちいずれかの信号を選択して出力端子Ｐｏ１を介して出力する。また、選択部３３は、入力端子Ｐｉ３、Ｐｉ４に入力された信号のうちいずれかの信号を選択して出力端子Ｐｏ２を介して出力する。選択部３３による選択動作は、切替部３６により制御される。

選択部３３の出力端子Ｐｏ１から出力される検出対象信号は、差分回路３４の一方の入力端子に入力されている。選択部３３の出力端子Ｐｏ２から出力されるノイズ抽出用信号は、ハイパスフィルタ３５に入力されている。ハイパスフィルタ３５は、昇圧回路１７で発生するスイッチングノイズの周波数成分を通過させるように設計されている。ハイパスフィルタ３５の出力信号は、差分回路３４の他方の入力端子に入力されている。差分回路３４は、各入力信号の差分に応じた信号を、差分信号Ｓａとして出力する。

切替部３６は、マイコン１５の動作タイミング検出部２１から与えられる指令信号Ｓｂに基づいて、選択部３３による選択動作を制御する。具体的には、切替部３６は、電磁弁１１、１４を検出対象気筒に設定する旨の指令信号Ｓｂが与えられた場合、出力端子Ｐｏ１から電圧検出信号Ｓｅが出力されるとともに、出力端子Ｐｏ２から電圧検出信号Ｓｆが出力されるように、選択部３３による選択動作を制御する。この場合、電圧検出信号Ｓｅが検出対象信号となり、電圧検出信号Ｓｆがノイズ抽出用信号となる。

また、切替部３６は、電磁弁１２、１３を検出対象気筒に設定する旨の指令信号Ｓｂが与えられた場合、出力端子Ｐｏ１から電圧検出信号Ｓｆが出力されるとともに、出力端子Ｐｏ２から電圧検出信号Ｓｅが出力されるように、選択部３３による選択動作を制御する。この場合、電圧検出信号Ｓｆが検出対象信号となり、電圧検出信号Ｓｅがノイズ抽出用信号となる。

このような構成の差分処理部３１から出力される差分信号Ｓａは、検出対象気筒に対応した駆動電圧を表す電圧検出信号と、ノイズ抽出気筒に対応した駆動電圧を表す電圧検出信号と、の差分を表す信号となる。マイコン１５の動作タイミング検出部２１は、このような差分信号Ｓａの波形を取得し、その特徴点に基づいて閉弁タイミングを検出するようになっている。

次に、上記構成の作用について説明する。
マイコン１５は、動作タイミング検出部２１により電磁弁１１〜１４の閉弁タイミングを検出する際、図３に示すような内容の処理を実行する。まず、ステップＳ１０１では、検出対象気筒およびノイズ抽出気筒の設定が行われる。ステップＳ１０２では、電磁弁１１〜１４に対する通電を要求する噴射パルスが出力される。

ステップＳ１０３では、差分処理部３１から出力される差分信号Ｓａの波形が取得される。ステップＳ１０４では、差分信号Ｓａの波形から特徴点が抽出される。この場合の特徴点は、駆動電圧が低下している途中に存在する微小な山であり、この特徴点から閉弁タイミングを推定することができる。

ステップＳ１０４において特徴点の検出、ひいては閉弁タイミングの検出が完了すると、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、現在の検出対象気筒での閉弁タイミングの検出を継続するか否かが判断される。現在の検出対象気筒についての検出が継続される場合、ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０２に戻る。

現在の検出対象気筒についての検出が継続されない場合、ステップＳ１０５で「ＮＯ」となり、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、電磁弁１１〜１４の閉弁タイミングを検出する処理（以下、検出処理と呼ぶ）を継続するか否かが判断される。検出処理が継続される場合、ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０１に戻る。検出処理が継続されない場合、ステップＳ１０６で「ＮＯ」となり、処理が終了となる。

続いて、閉弁タイミングを検出する際における各部の動作状態について図４のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図４では、上から順に、昇圧回路１７の充電電流の波形、昇圧電圧ＶＰの波形、インジェクタの噴射率、検出対象信号の波形、ノイズ抽出用信号の波形、差分信号Ｓａの波形、検出対象気筒およびノイズ抽出気筒を示している。

昇圧回路１７においてコンデンサＣ１を充電する充電電流は、そのスイッチング周期で大きく変動する波形となるため、他の回路に影響を及ぼすノイズ源となる。昇圧回路１７で発生するスイッチングノイズは、噴射制御装置１０内に設けられた各回路に重畳する。噴射制御装置１０では、電磁弁１１、１４の駆動電圧を検出するための構成と、電磁弁１２、１３の駆動電圧を検出するための構成とが同一の構成となっている。そのため、これら各構成から出力される電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆには、同位相且つ同レベルのノイズが重畳することになる。

したがって、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆの一方である検出対象信号と、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆの他方であるノイズ抽出用信号の低域成分がカットされた信号との差分に相当する差分信号Ｓａは、昇圧回路１７で発生するノイズが除去された信号となる。そのため、動作タイミング検出部２１は、昇圧回路１７のノイズの影響を受けることなく、閉弁タイミングの検出を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、差分処理部３１における検出対象気筒およびノイズ抽出気筒の切り替えは、充電完了タイミングｔａで行われるようになっている。充電完了タイミングｔａは、昇圧回路１７のコンデンサＣ１の充電が完了したタイミングであり、具体的には、昇圧動作が行われることにより昇圧電圧ＶＰが上昇して目標値に達した時点である。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
昇圧回路１７で発生するスイッチングノイズは、噴射制御装置１０内に設けられた各回路に重畳する。噴射制御装置１０では、電磁弁１１、１４の駆動電圧を検出するための構成と、電磁弁１２、１３の駆動電圧を検出するための構成とが同一の構成となっている。そのため、これら各構成から出力される電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆには、同位相且つ同レベルのノイズが重畳することになる。したがって、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆの一方である検出対象信号と、電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆの他方であるノイズ抽出用信号の低域成分がカットされた信号との差分に相当する差分信号Ｓａは、昇圧回路１７で発生するノイズが除去された信号となる。動作タイミング検出部２１は、昇圧回路１７のノイズが除去された差分信号Ｓａを用いて閉弁タイミングを検出する。

したがって、本実施形態によれば、ローパスフィルタを用いる従来技術のように検出波形の位相ずれがなく、昇圧回路１７で発生するノイズの影響を受けることなく、電磁弁１１〜１４の閉弁タイミングを精度良く検出することができる。そのため、噴射制御装置１０では、高精度な噴射量制御を行うことが可能となり、燃費や排気エミッションの改善といった効果が得られる。

また、上記構成では、閉弁タイミングを検出する検出期間中にも昇圧回路１７の動作を停止する必要がないため、昇圧電圧ＶＰを生成するための充電期間が長引くことがない。そのため、上記構成の噴射制御装置１０によれば、一層短いインターバルでの噴射制御を実現することが可能となり、燃費が一層向上するといった効果が得られる。さらに、上記構成によれば、充電期間が長引くことがないため、昇圧回路１７の能力を向上させる必要がなく、その分だけ、製品の小型化やコスト低減を図ることができる。

マイコン１５は、動作タイミング検出部２１による検出結果に基づいて電磁弁１１〜１４の駆動に関する制御内容を補正する補正部２０を備えている。上述したように、本実施形態の動作タイミング検出部２１は、電磁弁１１〜１４の閉弁タイミングを精度良く検出することができるため、その検出結果に基づいて行われる補正部２０による補正の精度も同様に高まることになる。したがって、本実施形態によれば、所望する閉弁タイミングを高精度に実現することが可能となる。

差分処理部３１は、ノイズ抽出用信号の低域成分をカットするハイパスフィルタ３５を備え、検出対象信号とハイパスフィルタ３５の出力信号との差分を取った信号を差分信号Ｓａとして出力するようになっている。そのため、本実施形態では、電磁弁１１〜１４のうち検出対象ではない電磁弁（ノイズ抽出気筒）を駆動している状態でも、閉弁タイミングの検出を行うことができる。この理由は、以下の通りである。

すなわち、ノイズ抽出気筒を駆動していたとしても、差分回路３４の他方の入力端子に与えられる信号は、ハイパスフィルタ３５の作用により低域成分がカットされ、高周波のノイズ成分だけが残った波形となる。そのため、このようなハイパスフィルタ３５の出力信号と検出対象信号の差分を取れば、検出対象信号からノイズ成分が除去された波形の差分信号Ｓａを得ることが可能となり、その差分信号Ｓａに基づいて閉弁タイミングの検出を行うことができる。

なお、閉弁タイミングの検出が行われる際、ノイズ抽出気筒の駆動を停止するのであれば、ハイパスフィルタ３５を省略することもできる。この場合も、差分回路３４の他方の入力端子に与えられる信号は、ノイズ成分だけを有する波形となるため、検出対象信号からノイズ成分が除去された波形の差分信号Ｓａを得ることが可能となり、精度の良い閉弁タイミングの検出を実現することができる。

差分処理部３１は、動作タイミング検出部２１から与えられる指令信号Ｓｂに基づいて、複数の電磁弁１１〜１４に対応した電圧検出信号Ｓｅ、Ｓｆの中から検出対象信号およびノイズ抽出用信号を選択する選択部３３を備えている。このような構成によれば、複数の電磁弁１１〜１４（気筒）毎に、それぞれ差分信号Ｓａを生成するための回路を設ける必要がなくなるため、回路構成を簡素化すること、ひいては製造コストを低減することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図５を参照して説明する。
図５に示すように、本実施形態の噴射制御装置４１は、２つのインジェクタ＃１、＃３の駆動を制御する。そのため、噴射制御装置４１の駆動回路４２は、第１実施形態の駆動回路１８に対し、インジェクタ＃２、＃４を駆動するための構成が省かれている。

また、噴射制御装置４１の制御ＩＣ４３は、第１実施形態の制御ＩＣ１６に対し、切替部２７、２８が省かれている。この場合、電圧検出部２９には電磁弁１１の駆動電圧が入力されており、電圧検出部２９は、その駆動電圧を増幅した電圧信号を電圧検出信号Ｓｅとして出力する。また、電圧検出部３０には電磁弁１３の駆動電圧が入力されており、電圧検出部３０は、その駆動電圧を増幅した電圧信号を電圧検出信号Ｓｆとして出力する。

本実施形態の噴射制御装置４１においても、差分処理部３１から出力される差分信号Ｓａは、昇圧回路１７で発生するノイズが除去された信号となる。そして、動作タイミング検出部２１は、昇圧回路１７のノイズが除去された差分信号Ｓａを用いて閉弁タイミングを検出することになる。したがって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態では、電磁弁１１〜１４の駆動に応じて変化する駆動電圧を用い、閉弁タイミングを検出する構成であったが、これに代えて、あるいは、これに加えて、電磁弁１１〜１４の駆動に応じて変化する駆動電流を用い、開弁タイミングを検出する構成を設けてもよい。開弁タイミングを検出する構成では、電流検出部２３、２４が物理量検出部に相当し、電流検出信号Ｓｃ、Ｓｄが物理量検出信号に相当する。

この場合、差分処理部３１と同様の構成の差分処理部を設け、その差分処理部に対して電流検出信号Ｓｃ、Ｓｄを入力する。そして、動作タイミング検出部２１は、その差分処理部から出力される差分信号Ｓａの波形を取得し、その特徴点に基づいて電磁弁１１〜１４の開弁タイミングを検出する。この場合の特徴点は、駆動電流が上昇している途中に存在する傾きが変化する箇所、または駆動電流が低下している途中に存在する傾きが変化する箇所などであり、この特徴点から開弁タイミングを推定することができる。このような開弁タイミングを検出する構成においても、上記各実施形態で示した閉弁タイミングを検出する構成と同様、昇圧回路１７で発生するノイズの影響を受けることなく、精度の良い検出を実現することができる。

噴射制御装置は、必ずしも補正部２０を備えていなくともよい。例えば、閉弁や開弁などの動作タイミングを検出した結果を、噴射制御装置の外部の制御装置に送信し、その外部の制御装置により補正を実施するようにしてもよい。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１０、４１…噴射制御装置、１１〜１４…電磁弁、１７…昇圧回路、２０…補正部、２１…動作タイミング検出部、２３、２４…電流検出部、２９、３０…電圧検出部、３１…差分処理部、３３…選択部、３４…差分回路、３５…ハイパスフィルタ。

Claims (7)

1. 内燃機関に燃料を噴射する複数の噴射弁（１１〜１４）に対し、設定された駆動期間の開始時に前記噴射弁を速やかに開弁させるためのピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、前記噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置（１０、４１）であって、
   前記ピーク電流の供給を行うための昇圧電圧を生成する昇圧回路（１７）と、
   前記複数の噴射弁のそれぞれの駆動に応じて変化する物理量を検出するものであり、前記物理量に対応した物理量検出信号を出力する複数の物理量検出部（２３、２４、２９、３０）と、
   前記噴射弁の動作タイミングを検出する動作タイミング検出部（２１）と、
   前記動作タイミングを検出する対象である前記噴射弁に対応した前記物理量検出信号である検出対象信号と、前記動作タイミングを検出する対象ではない前記噴射弁に対応した前記物理量検出信号であるノイズ抽出用信号との差分を表す差分信号を出力する差分処理部（３１）と、
   を備え、
   前記動作タイミング検出部は、前記差分信号を用いて前記噴射弁の動作タイミングを検出する噴射制御装置。
2. さらに、前記動作タイミング検出部による検出結果に基づいて、前記噴射弁の駆動に関する制御内容を補正する補正部（２０）を備える請求項１に記載の噴射制御装置。
3. 前記物理量検出部は、前記物理量として前記噴射弁の駆動電圧を検出するものであり、前記物理量検出信号として前記駆動電圧に対応した電圧検出信号を出力する電圧検出部（２９、３０）を備え、
   前記動作タイミング検出部は、前記噴射弁の動作タイミングとして前記噴射弁の閉弁タイミングを検出する請求項１または２に記載の噴射制御装置。
4. 前記物理量検出部は、前記物理量として前記噴射弁の駆動電流を検出するものであり、前記物理量検出信号として前記駆動電流に対応した電流検出信号を出力する電流検出部（２３、２４）を備え、
   前記動作タイミング検出部は、前記噴射弁の動作タイミングとして前記噴射弁の開弁タイミングを検出する請求項１から３のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
5. 前記差分処理部は、
   前記ノイズ抽出用信号を入力するハイパスフィルタ（３５）と、
   前記検出対象信号と前記ハイパスフィルタの出力信号との差分に応じた信号を出力する差分回路（３４）と、
   を備え、
   前記差分回路の出力信号を前記差分信号として出力する請求項１から４のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
6. 前記動作タイミング検出部は、前記差分処理部に対し、前記動作タイミングを検出する対象となる前記噴射弁を表す指令信号を出力し、
   前記差分処理部は、前記指令信号に基づいて、複数の前記物理量検出信号の中から前記検出対象信号および前記ノイズ抽出用信号を選択する選択部（３３）を備えている請求項１から５のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
7. 前記昇圧回路は、スイッチング電源回路である請求項１から６のいずれか一項に記載の噴射制御装置。

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