JP2020002850A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転状態が変化する場合であっても燃料噴射装置を適正に制御することができる内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】本発明は、内燃機関の燃料噴射装置を制御する内燃機関制御装置に関する。この制御装置は、内燃機関の燃料噴射装置を制御する内燃機関制御装置において、ＣＰＵが、前記燃料噴射装置を駆動したときの前記燃料噴射装置の弁体の加速度を計測する計測部と、前記加速度の個体差に基づき、前記燃料噴射装置に与えられる電圧又は電流に関する第１の物理量を補正する補正部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関制御装置に関する。

近年の排気ガス規制強化に伴い、燃料噴射装置の最小噴射量の低減が求められている。最小噴射量を低減するための課題の一つとして、燃料噴射装置の個体差による噴射量バラつきの低減がある。このバラつきの低減のための技術として、例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。この特許文献１の技術は、燃料噴射装置のソレノイドへの通電停止直後における端子電圧の検出信号から特定の周波数成分を抽出し、その特定の周波数成分に基づいて燃料噴射装置の弁体が弁座に着座する着座タイミングを推定する。そして、推定される着座タイミングに基づいて燃料噴射装置の実開弁時間が要求開弁時間に収束するように制御するものである。

この特許文献１の技術では、着座タイミングに燃料噴射装置の特性が反映されるので、着座タイミングを検知して、これに基づいてフィードバック制御を行う。これにより、燃料噴射装置の個体差を補正することができる。特に、内燃機関の運転状態が一定である場合には効果が大きいと考えられる。一方で、内燃機関の運転状態が過渡的に変化する場合には、フィードバックが変化に追従できない虞があると考えられる。

特開２０１４−２３４９２２号公報

本発明は、上記の点に鑑み、内燃機関の運転状態が変化する場合であっても燃料噴射装置を適正に制御することができる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る内燃機関制御装置は、内燃機関の燃料噴射装置を制御する内燃機関制御装置において、前記内燃機関制御装置は、ＣＰＵを備え、前記ＣＰＵは、前記燃料噴射装置を駆動したときの前記燃料噴射装置の弁体の加速度を計測する計測部と、前記加速度の個体差に基づき、前記燃料噴射装置に与えられる電圧又は電流に関する第１の物理量を補正する補正部とを備える。

本発明によれば、内燃機関の運転状態が変化する場合であっても燃料噴射装置を適正に制御することができる燃料噴射装置の制御装置を提供することができる。

第１の実施の形態に係る内燃機関制御装置と、制御対象とされる燃料噴射装置を有する内燃機関を示す概略図である。 第１の実施の形態における燃料噴射装置１１６の構造の一例を示す断面図である。 第１の実施の形態における燃料噴射装置１１６を制御する制御回路３００の構成の具体例を説明する回路図である。 第１の実施の形態において、制御装置３００による燃料噴射装置１１６の制御を説明するタイミングチャートである。 第１の実施の形態において、制御装置３００による燃料噴射装置１１６の制御を説明するタイミングチャートである。 ＰＩＤフィードバック制御を説明する概略図である。 パルス幅Ｔｉを複数通りに変化させたときのソレノイド２０３の電流Ｉｓの変化、及びパルス幅Ｔｉを複数通りに変化させたときの弁体２０４の変位Ｈを説明するグラフである。 燃料噴射装置１１６のＴｉ−ａ曲線の一例を示すグラフである。 燃料噴射装置１１６の個体差によるＴｉ−ａ曲線の変化を説明するグラフである。 弁体２０４の閉弁のタイミングｔｂを、電圧Ｖｓの変曲点のタイミングにより検出する方法を説明するグラフである。 第１の実施の形態において、加速度ａの標準値からの偏差Δａと、標準特性データ記憶部２１に記憶された標準特性データ（Ｔｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳ）とに基づいて、対象の燃料噴射装置に固有のＴｉ−ａ曲線を同定する方法を説明する概略図である。 第１の実施の形態において、加速度ａの標準値からの偏差Δａと、標準特性データ記憶部２１に記憶された標準特性データ（Ｔｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳ）とに基づいて、対象の燃料噴射装置に固有のＴｉ−ａ曲線を同定する方法を説明する概略図である。 第１の実施の形態において、Ｔｉ−ａ曲線に従い、パルス幅Ｔｉの補正を行う方法を説明する概略図である。 第２実施の形態に係る内燃機関制御装置と、制御対象とされる燃料噴射装置を有する内燃機関を示す概略図である。 昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔが６５Ｖの場合と６０Ｖの場合とにおける、パルス幅Ｔｉと燃料噴射装置の噴射量Ｑとの関係を示すグラフ（Ｔｉ−Ｑ曲線）、及び所定のパルス幅Ｔｉ（一定）の駆動パルスＳａを制御回路３００に与えた場合における、電流Ｉｓの時間的変化を示すグラフである。 駆動パルスＳａによりソレノイド２０３に流れる駆動電流Ｉｓの立ち上がりから立下りまでの期間における電流積分値ＩＩ＝∫Ｉｄｔと燃料噴射装置の噴射量Ｑとの関係を示すグラフ（ＩＩ−Ｑ曲線）、及び昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は異なった場合（６５Ｖ、６０Ｖ）でも電流積分値ＩＩは一定として電圧及び電流を供給した場合における、電流Ｉｓの時間的変化を示すグラフである。 電気的特性（例えば昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔ）を３つの異なる値に設定した場合における、電流積分値ＩＩ（＝∫Ｉｄｔ）と加速度ａとの関係を示すＩＩ−ａ曲線である。 電流積分値ＩＩ（＝∫Ｉｄｔ）と加速度ａとの関係を示すＩＩ−ａ曲線に基づいて個体差を測定する方法を説明するグラフである。 第２の実施の形態の内燃機関制御装置における電流積分値ＩＩの補正方法を説明するグラフである。 第１の実施の形態を要約するブロック図である。 第１の実施の形態を要約するブロック図である。 第２の実施の形態を要約するブロック図である。 複数の気筒を有する内燃機関１００に対して制御を行う場合の概念図である。

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。

［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、第１の実施の形態に係る内燃機関制御装置を説明する。図１は、第１の実施の形態に係る内燃機関制御装置と、制御対象とされる燃料噴射装置を有する内燃機関を示している。

内燃機関１００は、燃料噴射を制御する燃料噴射装置（インジェクタ）１１６を有しており、この燃料噴射装置１１６を含む内燃機関１００を制御する装置として、ＥＣＵ２００と、制御回路３００とが備えられている。ＥＣＵ２００は、内燃機関１００の全体の制御を司る制御装置であり、制御回路３００は、後述する燃料噴射装置１１６の制御を司る回路である。ＥＣＵ２００は、内部にメモリ２０１及びＣＰＵ２０２を備え、メモリ２０１内に内燃機関１００の制御のためのコンピュータプログラムを格納している。

ＥＣＵ２００は、標準特性データ記憶部２１、設定部２２、計測部２３、及び補正部２４を備えている。標準特性データ記憶部２１は、ＥＣＵ２００のメモリ２０１により構成され得る。設定部２２、計測部２３、及び補正部２４は、ＥＣＵ２００のＣＰＵ２０２、制御のためのコンピュータプログラム、及び／又はＣＰＵ２０２の外にあるハードウエアにより構成され得る。

標準特性データ記憶部２１は、ＥＣＵ２００の制御対象である内燃機関１００内の燃料噴射装置１１６の標準の特性を表す標準特性データ（第１特性データ）を記憶する。標準特性データは、同一仕様の複数の燃料噴射装置１１６がある場合において、その複数の装置のいずれかの特性に従ったデータとして、標準特性データ記憶部２１に記憶させることができる。標準特性データは、一例として、燃料噴射装置１１６を駆動するための駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉ（第１の物理量）と、そのパルス幅Ｔｉを与えた場合の弁体の閉弁時の加速度ａ（第２の物理量）との標準的な関係を示すデータとすることができる。標準特性データは、複数の燃料噴射装置の特性の分布のうち、略中央に近い特性とすることが好ましいが、これに限定されるものではない。

設定部２２は、燃料噴射装置１１６を駆動するための駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを設定する。

また、計測部２３は、所定の条件で駆動したときの燃料噴射装置１１６の動作を計測して所定の物理量を取得する。

補正部２４は、計測部２３で得られた物理量、及び標準特性データ記憶部２１に記憶される標準特性データに従い駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを補正する。なお、内燃機関１００はあくまでも一例であり、制御対象は図示されたものに限定されるものではない。内燃機関１００は、一例としては、複数、例えば４個の気筒（＃１〜＃４）を有した内燃機関とすることができる。図１は、複数の気筒のうちの１つの気筒のみを図示している。

内燃機関１００は、一例として、エアクリーナ１０１、エアフローセンサ１０２、スロットル１０３、コレクタ１０４、吸気ポート１０５、シリンダ１０６、燃料タンク１１１、低圧ポンプ１１２、低圧配管１１３、高圧ポンプ１１４、高圧配管１１５、燃料噴射装置（インジェクタ）１１６、点火プラグ１２１、ピストン１２２、コネクティングロッド１２３、クランク軸１２４等を備えている。内燃機関１００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、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１２４の回転運動に変換され、自動車等を動かす駆動力となる。

空気は、エアクリーナ１０１で濾過された後、エアフローセンサ１０２により内燃機関１００に取り入れられる空気の流量の計測を受けつつ、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を介してシリンダ１０６に流入する。

一方、燃料タンク内１１１の燃料は、低圧ポンプ１１２の駆動により低圧配管１１３に送られる。低圧配管１１３の燃料は、高圧ポンプ１１４の駆動により高圧配管１１５に送られ、高圧配管１１５内の燃料は高圧に維持される。高圧配管１１５の出口には燃料噴射装置１１６が取り付けられ、高圧の燃料の噴射が制御される。後ほど図２を用いて説明するように、燃料噴射装置１１６内にはソレノイド（図２で説明する）が設けられており、このソレノイドに電流を流すことで、燃料噴射装置１１６の弁体が開き、燃料が噴射される。

次に、燃料噴射装置１１６の構造の一例を、図２の断面図を参照して説明する。燃料噴射装置１１６は、一例として、ハウジング２０１、コア２０２、ソレノイド２０３、弁体２０４、アンカー２０５、弁座２０６、セットスプリング２０７、スプリングアジャスタ２０８を備えて構成され得る。

ハウジング２０１は、燃料噴射装置１１６の筐体を構成し、ハウジング２０１内にはコア２０２が固定されている。コア２０２の周囲には、ソレノイド２０３が配置されている。弁体２０４は、ハウジング２０１の中心軸を長手方向として配置され、ハウジング２０１の中心軸に沿って移動可能に配置されている。また、アンカー２０５は、コア２０２の下端に、ゼロスプリング２１０を介して接続されている。アンカー２０５の中心軸には貫通穴が形成されており、この貫通穴に沿って弁体２０４は移動可能に配置されている。なお、アンカー２０５の弁座２０６側への移動は、ハウジング２０１の内部に設けられたストッパ２１１により規制される。

一方、弁体２０４の上端には、弁体２０４を弁座２０６の方向に押すセットスプリング２０７が配置される。また、セットスプリング２０７の上方には、スプリングアジャスタ２０８がコア２０２の内部に沿って固定的に配置されている。スプリングアジャスタ２０８は、コア２０２内でその上下の位置を調整することができ、これによりセットスプリング２０７の弾性力を調整する。内燃機関１００の運転時には、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に吸引されて、弁体２０４の下端が弁座２０６から離れる。これにより、弁体２０４によって塞がれていた弁座２０６の噴孔２０９から燃料が噴射される。ソレノイド２０３の電流が遮断されると、燃料噴射の終了後にアンカー２０５はゼロスプリング２１０の弾性力に抗して下降して初期位置に戻る。

次に、図３の回路図を参照して、燃料噴射装置１１６を制御する制御回路３００の構成の具体例を説明する。
燃料噴射装置３００は、一例として、スイッチング素子としてのトランジスタ３０１〜３０３、シャント抵抗３０４、ダイオード３０５〜３０８、コンデンサ３０９、昇圧回路３１０、電源３１１、及びスイッチ制御回路３１２を備えて構成される。

トランジスタ３０１は、ノードＮ１とＮ２との間にダイオード３０７と直列に電流経路を形成するように接続される。ノードＮ１には、電源３１１により供給されるバッテリ電圧Ｖｂａｔを更に昇圧させた昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔが供給される。ダイオード３０７は、ノードＮ１からＮ２に向かう方向を順方向として接続されている。ダイオード３０５は、ノードＮ２と接地端子との間に、接地端子側からノードＮ２に向かう方向を順方向として接続されている。

一方、トランジスタ３０２は、ノードＮ３とノードＮ２との間に、ダイオード３０６と直列に電流経路を形成するように接続される。ダイオード３０６は、ノードＮ３からＮ２に向かう方向を順方向として接続されている。昇圧回路３１０は、ノードＮ３の電圧を入力電圧として、ノードＮ１に昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔを出力するように接続されている。ノードＮ１と接地端子との間にはコンデンサ３０９が接続され、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔが充電される。また、ノードＮ１とノードＮ４との間には、ダイオード３０８が、ノードＮ４からＮ１に向かう方向を順方向として接続されている。ノードＮ２とノードＮ４との間には、端子３５０と３５１を介して、前述のソレノイド２０３が接続される。
また、ノードＮ４と接地端子との間には、トランジスタ３０３とシャント抵抗３０４とが直列に接続される。

スイッチ制御回路３１２は、トランジスタ３０１〜３０３のベースに接続され、トランジスタ３０１〜３０３の導通制御を司る。スイッチ制御回路３１２には、前述のＥＣＵ２００から駆動パルスＳａが供給されるとともに、設定部メモリ３２１〜３２３から基準データが供給される。設定値メモリ３２１は、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔを印加する時間Ｔｐを記憶する。設定値メモリ３２２は、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔの印加を打ち切った後、バッテリ電圧Ｖｂａｔを与えるまでの隙間時間Ｔ２を記憶する。設定値メモリ３２３は、バッテリ電圧Ｖｂａｔをスイッチングすることで流す保持電流Ｉｈを記憶する。設定値メモリから供給することのできるデータは一例であって、上記のものに限定されるものではない。
なお、図示は省略しているが、端子３５１とダイオード３０８のアノードとの間にはツェナーダイオードを接続することができる。還流する電流の電圧を上昇させることで、コンデンサ３０９に対して還流が起こりやすくされる。

なお、一例として、昇圧回路３１０は、通常１２〜１４Ｖのバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔまで昇圧し、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔは、例えば４０〜６５Ｖ程度とすることができる。昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔは、弁体２０４をセットスプリング２０７の弾性力に抗して急速に開弁させることを可能にするため、バッテリ電圧Ｖｂａｔより高い電圧に設定される。一方、バッテリ電圧Ｖｂａｔは、弁体２０４の開弁状態を維持することができればよいため、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔより低い電圧であってよい。

次に、図４のタイミングチャートを参照して、この制御装置３００を用いて燃料噴射装置１１６を制御する手順を説明する。なお、図４は、弁体２０４をフルリフトさせる場合（弁体２０４をコア２０２に衝突させる場合）の制御手順を示している。

ＥＣＵ２００から制御装置３００にパルス幅Ｔｉの駆動パルスＳａが送られると、時刻ｔ１における駆動パルスＳａの立ち上がりに同期して、スイッチ制御回路３１２は、トランジスタ３０１及び３０３を導通状態（ＯＮ）に切り替える（時刻ｔ１）。すると、ソレノイド２０３の端子３５０〜３５１間には昇圧回路３１０で昇圧された昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔが印加され、ソレノイド２０３の両端子３５０、３５１の間の電流Ｉｓが次第に大きくなる。

電流Ｉｓが次第に大きくなると、これに伴ってソレノイド２０３が発生させ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２１０の弾性力より大きくなると、アンカー２０５は、図４の「変位Ｈ」のグラフに示すように、コア２０２の方向に動き出す（時刻ｔ２）。なお、図２の「変位Ｈ」のグラフにおいて、実線はアンカー２０５の変位を示しており、破線は弁体２０４の変位を示している。
アンカー２０５は、動作開始前の初期位置においては、ゼロスプリング２１０の弾性力によってストッパ２１１に押し付けられ、アンカー２０５とストッパ２１１とは接触している。
一方、初期位置にあるアンカー２０５の上面と、弁体２０４の突起部２０４ｔとの間には隙間がある。この隙間を埋めるまでアンカー２０５が上昇すると、弁体２０４はアンカー２０５により持ち上げられ始める。これにより、噴孔２０９から燃料が流れ出し始める（時刻ｔ３）。なお、初期位置から移動開始から突起部２０４ｔとアンカー２０５との接触までの動作を、予備ストロークと言う。

時刻ｔ１にソレノイド２０３に電流Ｉｓ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、制御回路３００内のスイッチ制御回路３１２は、トランジスタ３０１とトランジスタ３０３を非導通状態（ＯＦＦ）に切り替える（時刻ｔ４）。時間Ｔｐは通常、アンカー２０５がコア２０２に衝突するよりも前のタイミングでトランジスタ３０１と３０３をＯＦＦに切り替え可能な程度の長さに設定される。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ようにすることが好ましいためである。

トランジスタ３０１と３０３が時刻ｔ４において非導通状態（ＯＦＦ）にされると、それまでトランジスタ３０３及びシャント抵抗３０４を通って接地端子に流れ込んでいた電流Ｉｓが、ダイオード３０８を通ってコンデンサ３０９に流れ込む。ソレノイド２０３のコイルに発生する逆起電力により、ソレノイド２０３の端子間電圧Ｖｓ（時刻ｔ４〜ｔ５）は時刻ｔ４より前とは逆方向となり、端子３５１の電圧が端子３５０の電圧よりも高くなる。つまり、ソレノイド２０３に加わる電圧Ｖｓは負の値をとる。

一方、時刻ｔ４においてトランジスタ３０１、３０３をＯＦＦに切り替えた後、設定値メモリ３２２に記憶している時間Ｔ２が経過すると、スイッチ制御回路３１２は、トランジスタ３０２とトランジスタ３０３を導通状態（ＯＮ）に切り替える。これにより、電源３１１からの電流は、トランジスタ３０２、ダイオード３０６、ソレノイド２０３、トランジスタ３０３、及びシャント抵抗３０４を流れ、ソレノイド２０３の両端子３５０及び３５１の間には、バッテリ電圧Ｖｂａｔが印加される（時刻ｔ５）。バッテリ電圧Ｖｂａｔは、前述の昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔよりも小さいが、弁体２０４とアンカー２０５がコア２０２に接触している状態を維持可能な程度の電圧である。

また、このとき、シャント抵抗３０４に生じる電圧が図示しない電圧計により計測され、これによりソレノイド２０３に流れる電流Ｉｓの値が計測される。そして、この電流Ｉｓが設定値メモリ３２３に記憶されている電流値Ｉｈになるよう、トランジスタ３０２をＯＮ−ＯＦＦするデューティ比がスイッチ制御回路３１２により制御される。

その後、駆動パルスＳａは、時刻ｔ１から時間Ｔｉ経過後の時刻ｔ６において立ち下がる。駆動パルスＳａの立下りに同期して、トランジスタ３０２と３０３も非導通状態（ＯＦＦ）に切り替わる。すると、ソレノイド２０３を流れる電流Ｉｓは急速に減衰し、コア２０２の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の弾性力に押されて弁座２０６方向へ移動（下降）を開始する。

またこのとき、電流Ｉｓは、時刻ｔ６より前の時点では、ソレノイド２０３からトランジスタ３０３と抵抗３０４を通って接地端子に流れているが、時刻ｔ６以降は、ダイオード３０８を介してコンデンサ３０９に流れる。このため、ソレノイド２０３には逆起電力が掛かり、時刻ｔ６以降、電圧Ｖｓは再び負の値となる。電流Ｉｓが０に収束すると徐々に電圧Ｖｓも徐々に０に近づく。やがて、弁体２０４は弁座２０６に達し、噴孔２０９からの燃料の噴出も停止する（時刻ｔ７）。

弁体２０４と弁座２０６は所定の弾性を有するので、弁体２０４が弁座２０６に達した後も、弾性変形により弁体２０４は弁座２０６の方向に移動を続ける。しかし、弁体２０４がある程度弁座２０６の方向に移動したところで弁体２０４と弁座２０６の弾性変形が元の状態に戻り始める。このときアンカー２０５は弁体２０４から離れて慣性で弁座２０６の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の弾性力と燃圧の力が掛かっているが、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Ｖｓに変曲点が発生する（時刻ｔ８）。

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２０３の電圧Ｖｓに変曲点が発生する（時刻ｔ９）。以上が、制御回路３００による燃料噴射装置１１６の制御の手順である。

図４は、前述のように、弁体２０４をフルリフト（弁体２０４をコア２０２に衝突させる動作モード）させる場合の制御方法である。内燃機関１００を微小噴射させる際は、弁体２０４をハーフリフト（弁体２０４をコア２０２などの他の構成要素に衝突させない程度に弁体２０４を駆動させる動作モード）させるように燃料噴射装置１１６を制御する。このハーフリフトの制御方法を図５を用いて説明する。

ＥＣＵ２００から制御回路３００にパルス幅Ｔｉの駆動パルスＳａが時刻ｔ１に送られると、この立ち上がりに同期し、スイッチ制御回路３１２は、トランジスタ３０１とトランジスタ３０３を導通状態（ＯＮ）にする（時刻ｔ１）。そうすると、ソレノイド２０３の端子３５０及び３５１の間には、昇圧回路３１０で昇圧された電圧Ｖｂｏｏｓｔが印加され、電流Ｉｓが次第に流れ始める。

電流Ｉｓが次第に大きくなると、これに伴ってソレノイド２０３が発生させ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２１０の弾性力より大きくなると（時刻ｔ２）、アンカー２０５は、図５の「変位Ｈ」のグラフに示すように、コア２０２の方向に動き出す。アンカー２０５は、動作開始前の初期位置においては、ゼロスプリング２１０の弾性力によってストッパ２１１に押し付けられ、アンカー２０５とストッパ２１１とは接触している。

フルリフトの場合と同様に、初期位置にあるアンカー２０５の上面と、弁体２０４の突起部２０４ｔとの間には隙間がある。予備ストロークにより、この隙間を埋めるまでアンカー２０５が上昇すると、弁体２０４はアンカー２０５により持ち上げられ始める。これにより、噴孔２０９から燃料が流れ出し始める（時刻ｔ３）。

時刻ｔ１〜ｔ３の動作はフルリフトの場合（図４）と略同様であるが、ハーフリフトのときは、駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉは、設定値メモリ３２１に記憶してあるＴｐよりも短くされ、時刻ｔ１＋Ｔｐよりも前の時刻ｔ１０で駆動パルスＳａが立下り、トランジスタ３０３とトランジスタ３０１は非導通状態（ＯＦＦ）に切り替えられる。すると弁体２０４はフルリフトする前、換言すれば弁体２０４とコア２０２が衝突する前に下降を始め、時刻ｔ１１で弁体２０４は弁座２０６に達する。その後、弁体２０４はこの位置で停止し、アンカー２０５のみ運動を続ける。このときの弁体２０４の変位の軌跡は、図５に示すように放物線を描く。また、フルリフトのときと同様に、弁体２０４が弁座２０６に到達した時刻ｔ１１で電圧Ｖｓに変曲点が発生する。

従来の技術は、閉弁時間長Ｔｂ（駆動パルスＳａの立ち上がりの時刻から、弁体２０４が弁座２０６に到達する時刻までの間の時間。図４ではＴｂ＝ｔ７−ｔ１、図５ではＴｂ＝ｔ１１−ｔ１）を検出し、その閉弁時間長Ｔｂに従って駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを補正することにより、燃料噴射装置１１６の個体差を補正していた。この技術を適用する際に解決すべき課題は、検知された閉弁時間長Ｔｂから、駆動パルスＴｉをどのように決めるかである。

例えば、閉弁時間長Ｔｂの目標値Ｔｂｔが一定であれば、図６のようなＰＩＤフィードバック制御を行うことで、検知された閉弁時間長Ｔｂが目標値Ｔｂｔに収束するように駆動パルス幅Ｔｉを制御することができる。しかし、内燃機関の負荷は常に変動しているため、目標値Ｔｂｔは常に変動する。そのため、ＰＩＤフィードバック制御では、望ましい駆動パルス幅Ｔｉの制御を実現することは困難である。

そこで、この第１の実施の形態では、閉弁時間長Ｔｂに基づいて燃料噴射装置１１６の個体差を推定し、個体差に基づいて駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを補正する。

この第１の実施の形態の意義を説明するために、最初に、パルス幅Ｔｉを複数の値に変化させたときのソレノイド２０３の電流Ｉｓ、及び弁体２０４の変位を考察する。例えば、図７（ａ）に示すように、駆動パルスＳａのパルス幅ＴｉをＴｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３（Ｔｉ１＜Ｔｉ２＜Ｔｉ３）と３通りに、いずれも弁体２０４がいわゆるハーフリフトとなるように（弁体２０４がコア２０２に衝突しない程度に）変位させた場合、電流Ｉｓは、パルス幅Ｔｉが大きいほど、電流Ｉｓの最大値も大きく、電流Ｉｓが流れている期間も長くなる。

一方、弁体２０４の動作は、図７（ｂ）に示すように、いずれも放物運動となる。放物運動の放物線の高さ（弁体２０４のリフト量の最大値）及び幅（弁体２０４の開弁から閉弁までの時間）はパルス幅Ｔｉの大きさによって異なり、パルス幅Ｔｉが大きいほど、放物線の高さ及び幅も大きくなる。それぞれの放物運動のグラフ（図７）から分かるように、弁体２０４が開弁する際の初速度ｖｏは、パルス幅Ｔｉによらず略一定である（ｖｏ１≒ｖｏ２≒ｖｏ３）。しかし、弁体２０４の放物運動の加速度ａは、パルス幅Ｔｉによって異なり（ａ１＜ａ２＜ａ３）、パルス幅Ｔｉが大きいほど、加速度ａの値は小さくなる傾向にある。閉弁時の加速度ａとパルス幅Ｔｉとの関係は図８のグラフに示すようになる。なお、閉弁時の加速度ａは、閉弁方向（下降方向）の弁体２０４の加速度を正としている。

しかし、この図８のＴｉ−ａ曲線は、燃料噴射装置１１６の個体によって変化する。すなわち、標準的な燃料噴射装置１１６のＴｉ−ａ曲線は図８の曲線ＣｔｉａＳのようになる場合において、（標準的な燃料噴射装置とは異なる）個体特性を有する燃料噴射装置１１６のＴｉ−ａ曲線は、個体によってこの標準的なＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳとは異なるものとなる。

燃料噴射装置１１６の個体差の要因には様々な要因があるが、セットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐが支配的であると考える。セットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐが異なる３つの燃料噴射装置（標準的な燃料噴射装置も含む）のＴｉ−ａ曲線を示すと、図９のような曲線Ｃｔｉａ１、Ｃｔｉａ２、ＣｔｉａＳのようになる。この３本のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳ、Ｃｔｉａ１、Ｃｔｉａ２は、曲線の形状は略同一であり、加速度ａの軸（縦軸）の方向に平行移動させた関係にある。換言すれば、個体差としてのセットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐの差異は、Ｔｉ−ａ曲線を平行移動させるのみであり、Ｔｉ−ａ曲線の形状は不変とみなすことができる。その理由は、セットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐが増減すると、その弾性力Ｆｓｐの増減分ΔＦｓｐを弁体２０４の質量とアンカー２０５の質量の和で除算した値が加速度ａの増減分として現れるからである。

この第１の実施の形態では、Ｔｉ−ａ曲線の形状が個体差によらず一定であり、個体差の違いにより縦軸方向に平行移動するという事実に着目し、制御対象ごとにＴｉ−ａ曲線を特定し、これに基づきパルス幅Ｔｉの補正を行う。この方法では、検出された個体差に従い標準のＴｉ−ａ曲線（第１特性データ）を平行移動させることで、その燃料噴射装置に固有のＴｉ−ａ曲線（第２特性データ）を特定する。そして、得られた固有のＴｉ−ａ曲線に基づき、パルス幅Ｔｉを補正する。

個体差の特定の方法としては様々な方法が考え得るが、ここでは、駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを所定の値に設定して弁体２０４をハーフリフトさせた場合における弁体２０４の加速度ａを個体差として求める。
弁体２０４の加速度ａを求めるために、弁体２０４及びアンカー２０５がいわゆるハーフリフトするようなパルス幅Ｔｉを与え、弁体２０４及びアンカー２０５を放物運動させる。弁体２０４が開弁するタイミング（時刻）をｔａ’、閉弁するタイミング（時刻）をｔｂ、弁体２０４の初速度をｖoとすると、加速度ａは次の式で表される。

アンカー２０５が弁体２０４の突起部２０４ｔに接触するまでの間のアンカー２０５の移動（予備ストローク）では、アンカー２０５はセットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐや燃圧力の影響を受けない。このため、タイミングｔａ’は個体差、燃圧やパルス幅Ｔｉの影響を受けず略一定である。従って、タイミングｔａ’は、予め定数として取得しておく。例えば、予め測定するか、設計値に基づいてコンピュータシミュレーションにより取得する。取得された値ｔａ’は、ＥＣＵ２００又は制御回路３００に記憶させる。

また、初速度ｖoも予備ストローク中のアンカー２０５の運動によって決まるため、セットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐや燃圧の影響を受けない。従って、初速度ｖｏも測定やコンピュータシミュレーションにより予め定数として取得し、ＥＣＵ２００又は制御回路３００に記憶させることができる。
従って、閉弁のタイミングｔｂを所定の方法に基づき求め、この求められた閉弁のタイミングｔｂを［数１］に代入することで、加速度ａを求める。

図１０に示すように、閉弁のタイミングｔｂは、閉弁の際にアンカー２０５がストッパ２１１に衝突した際の衝撃により発生する電圧Ｖｓの変曲点のタイミングにより検出する。電圧Ｖｓの変曲点は、燃料噴射装置のソレノイドの端子間電圧Ｖｓ自体を測定して特定しても良いし、例えば別の電圧、例えばシャント抵抗３０４の両端電圧を計測して特定することもできる。こうしてタイミングｔｂが求められると、［数１］に従い加速度ａを算出することができる。

加速度ａが算出されると、この加速度ａの標準値からの偏差Δａと、標準特性データ記憶部２１に記憶された標準特性データ（Ｔｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳ）とに基づいて、対象の燃料噴射装置に固有のＴｉ−ａ曲線が同定される。ここで、偏差Δａは、加速度の個体差であり、補正部２４は、個体差を検出する。この具体的な手順を、図１１及び図１２を参照して説明する。標準特性データ記憶部２１に記憶されている標準特性データ即ちＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳ（関数ａ＝ｆ（Ｔｉ））は、例えば図１１のように表すことができる。もし、対象の燃料噴射装置が標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳに従った特性を有しており、パルス幅Ｔｉ＝Ｔｉ＊の駆動パルスＳａを印加された場合、加速度ａは、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳ上の値ａｏ（＝ｆ（Ｔｉ＊））となる。

しかし、対象の燃料噴射装置の特性は、標準のＴｉ−ａ曲線とは異なるので、パルス幅Ｔｉ＝Ｔｉ＊の駆動パルスＳａを印加されたとしても、閉弁時の加速度ａはａｏとはならず、異なる値となる。本実施の形態では、この計測された加速度ａの値と、標準のａｏとの偏差Δａ（＝ａ−ａｏ）を算出し、対象の燃料噴射装置に固有のＴｉ−ａ曲線を同定する。対象の燃料噴射装置のＴｉ−ａ曲線は、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳをΔａだけ縦軸方向に平行移動させた曲線として同定される。

なお、図２１に示すように、内燃機関１００が４気筒エンジンである場合には、４気筒の中の４本の燃料噴射装置１１６にそれぞれパルス幅Ｔｉ＊の駆動パルスＳａを印加し、その際の４本の燃料噴射装置１１６の各々の弁体２０４の加速度ａ１＊、ａ２＊、ａ３＊、ａ４＊を検知する。
個体差Δａｊ（ｊ＝１〜４）は、図１２に示すように下記の［数２］のように求められる。

対象の燃料噴射装置１１６に固有のＴｉ−ａ曲線が同定されると、続いて、このＴｉ−ａ曲線に従い、パルス幅Ｔｉの補正が行われる。この具体的な方法の一例を図１３を参照して説明する。

まず、図１３（ａ）に示すように、標準特性に従った燃料噴射装置に与えられる駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉと、目標噴射量Ｑとの関係を示すＴｉ−Ｑ曲線から、目標噴射量Ｑｔａｒを噴射するのに必要な駆動パルス幅Ｔｉ＿ｔａｒを求める。

図１３（ｂ）に示すように、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳを、縦軸の方向にΔａ平行移動して、対象の燃料噴射装置のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＴが得られる。なお、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳが関数ａ＝ｆ（Ｔｉ）で表される場合、このＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＴは関数ａ＝ｆ（Ｔｉ）＋Δａで表すことができる。

そして、図１３（ｃ）に示すように、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳと、対象の燃料噴射装置のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＴとに基づき、駆動パルスＳａの補正値Ｔｉ＿ｃｏｍｐを算出する。その手順を以下に述べる。
（１）標準の燃料噴射装置にパルス幅Ｔｉ＝Ｔｉ＿ｔａｒの駆動パルスＳａを与えたときの加速度ａ＿ｔａｒ（＝ｆ（Ｔｉ＿ｔａｒ））を、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳに基づいて算出する。
（２）対象の燃料噴射装置に関し求められた固有のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＴに基づき、対象燃料噴射装置で加速度ａ＿ｔａｒを実現するためのパルス幅Ｔｉ＿ｃｏｍｐを求める。パルス幅Ｔｉ＿ｃｏｍｐは、以下の［数３］を解くことで求めることができる。

別の方法としては、標準のＴｉ−ａ曲線ＣｔｉａＳの点（Ｔｉ、ａ）＝（Ｔｉ＿ｔａｒ、ａ＿ｔａｒ）における傾きＫ＝ｄａ／ｄＴｉを用いて、下記の［数４］に従ってパルス幅Ｔｉ＿ｃｏｍｐを近似的に求めても良い。

以上説明したように、第1の実施の形態の内燃機関制御装置によれば、このように求められたパルス幅Ｔｉ＿ｃｏｍｐの駆動パルスＳａをＥＣＵ２００において生成して制御回路３００に供給することにより、燃料噴射装置の個体差を補正して、高精度な噴射量制御を実現することができる。

特に、計測部２３において、ある限られた運転状態（特定の駆動パルス幅Ｔｉ）で対象の燃料噴射装置の特性を検出し、それに基づいて全運転領域での対象の燃料噴射装置の個体差を補正することができる。なぜならば、Ｔｉ−ａ曲線は、燃料噴射弁の個体によって異なるものの、その違いの原因としてはセットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐが支配的であるため、Ｔｉ−ａ曲線の個体差は、加速度方向の平行移動で表すことができるからである。このことにより、ある１つの動作点で固定差を特定すれば、他の動作点でＴｉ−ａ曲線を推測することができる。これにより、燃料噴射装置の噴射量のバラつきが低減され、排気ガス量の低減及び燃費の向上を図ることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関制御装置を説明する。第１の実施の形態の内燃機関制御装置は、上述したように、燃料噴射装置の個体差としてセットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐのような機械的特性のバラつきを想定し、その機械的特性の個体差を補正するものである。これに対し、第２の実施の形態の内燃機関制御装置は、そのような機械的特性に加え、電気的特性に関する個体差も同時に補正することを可能にしたものである。電気的特性の個体差は、ソレノイド２０３のインダクタンスのバラつき、配線等の抵抗のバラつき、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔのバラつき、コンデンサ３０９の容量のバラつきなどを含む。

図１４は、第２の実施の形態に係る内燃機関制御装置と、制御対象とされる燃料噴射装置を有する内燃機関を示している。図１と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、以下ではその詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態の標準特性データ記憶部２１は、第１の実施の形態における標準のＴｉ−ａ曲線のデータに代えて、電流積分値ＩＩと加速度ａの関係を記憶している。電気的特性のバラつきは電流積分値ＩＩに反映されるので、駆動パルスの長さＴｉの代わりに電流積分値ＩＩを用いることで、電気的特性のバラつきに対応する。また、設定部２２では、駆動パルスＳａのパルス幅を設定することに代えて、又はこれに加えて、ソレノイド２０３に流れる電流Ｉｓの電流積分値を設定する。計測部２３では、所定の電流積分値の電流をソレノイド２０３に与えた場合の弁体２０４の加速度ａを計測する。また、補正部２４では、その電流積分値を補正する。また、この第２の実施の形態では、ＥＣＵ２００において、駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを調整するパルス調整部２５が備えられている。パルス調整部２５は、電流Ｉｓを積分する積分器２５Ａと、積分器２５Ａの電流積分値と、目標の積分値とを比較する比較器２５Ｂとを備える。

図１５Ａの上側のグラフは、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔが６５Ｖの場合と６０Ｖの場合とにおける、パルス幅Ｔｉと燃料噴射装置の噴射量Ｑとの関係を示すグラフ（Ｔｉ−Ｑ曲線）である。また、図１５Ａの下側のグラフは、所定のパルス幅Ｔｉ（一定）の駆動パルスＳａを制御回路３００に与えた場合における、電流Ｉｓの時間的変化を示すグラフである。昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔの値の違い（６５Ｖ、６０Ｖ）によって、Ｔｉ−Ｑ曲線の形状が変化し、また、電流Ｉｓについても、その最大値等が変化していることが分る。

一方、図１５Ｂの上側のグラフは、駆動パルスＳａによりソレノイド２０３に流れる駆動電流Ｉｓの立ち上がりから立下りまでの期間における電流積分値ＩＩ＝∫Ｉｄｔと燃料噴射装置の噴射量Ｑとの関係を示すグラフ（ＩＩ−Ｑ曲線）である。このグラフから、電流積分値ＩＩと噴射量Ｑの関係は昇圧電圧の影響を受けないことが分かる。この電流積分値ＩＩは、図１５Ｂの下側のグラフの、それぞれの電圧の場合の斜線部の面積により表される。また、図１５Ｂの下側のグラフは、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は異なった場合（６５Ｖ、６０Ｖ）でも電流積分値ＩＩが一定となるように電圧を印加した場合における電流Ｉｓを示すグラフである。

図１５Ａ及び図１５Ｂでは、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔのバラつきによる影響を説明しているが、配線の抵抗、ソレノイド２０３のインダクタンス等に関し燃料噴射装置間でバラつきが生じたとしても同様の状況が生じ得る。すなわち、抵抗やインダクタンス、キャパシタンス等にバラつきが生じた場合、Ｔｉ−Ｑ曲線は変動するが、ＩＩ−Ｑ曲線は変化しないことが発明者らの実験により判っている。従って、電流Ｉｓの積分値ＩＩを求め、ＩＩ−Ｑ曲線に従った制御を行うことにより、機械的特性のバラつきのみならず電気的特性のバラつきも補正することが、この第２の実施の形態の制御装置の目的である。

図１６Ａは、セットスプリング２０７の弾性力が異なる３つの燃料噴射装置における、電流積分値ＩＩ（＝∫Ｉｄｔ）と加速度ａとの関係を示すＩＩ−ａ曲線である。図１６Ａに示すように、セットスプリング２０７の弾性力が異なると、ＩＩ−ａ曲線は変化するが（ＣｉｉａＳ、Ｃｉｉａ１、Ｃｉｉａ２）、その曲線の形状に変化はなく、単に加速度ａの軸（縦軸）の方向に平行移動するのみである。これは、第１の実施の形態の図９で説明したＴｉ−ａ曲線と同様の性質である。その理由は、第１の実施の形態の場合（Ｔｉ−ａ曲線）の場合と同様に、セットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐが増減すると、その弾性力Ｆｓｐの増減分ΔＦｓｐを弁体２０４の質量とアンカー２０５の質量の和で除算した値が加速度ａの増加分として現れるからである。

第１の実施の形態では、電気的特性のバラつきは考慮しなかったため、図１１に示すように、パルス幅Ｔｉ＊での燃料噴射装置を駆動すると、このパルス幅に対応する加速度を測定することができた。ところが、第２の実施の形態では、同一のパルス幅Ｔｉで同一の燃料噴射装置を駆動しても、測定のタイミング毎の電気的特性のバラつきにより、電流積分値ＩＩは図１６ＢのＩＩ１＊、ＩＩ２＊、ＩＩ３＊のようにバラつく（特に、昇圧と噴射のタイミングにより、昇圧電圧Ｖｂｏｏｓｔはショット毎にバラつく。これが電流積分値ＩＩのバラつきの主要な原因となる）。しかし、好都合なことに、各測定で得られた加速度ａ１＊、ａ２＊、ａ３＊と、標準的なＩＩ−ａ特性との距離Δａ１＊、Δａ２＊、Δａ３＊は一定である。なぜなら、第１の実施の形態の場合と同様に、Δａ１＊、Δａ２＊、Δａ３＊は、セットスプリング２０７の弾性力Ｆｓｐを弁体２０４とアンカー２０５との質量の和で割った値に等しく、これは印加した電流の積分値に影響されない値であるからである。

従って、標準の燃料噴射装置のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳを標準特性データ記憶部２１に記憶させておくとともに、所定の駆動パルス幅Ｔｉ＊で駆動したときの個別の燃料噴射装置毎に加速度ａと電流積分値ＩＩを測定し、この電流積分値ＩＩと加速度ａとの組み合わせと標準のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳとの距離に基づき、対象とする燃料噴射装置と標準特性との間の個体差Δａを求める。標準のＩＩ−ａ曲線が関数ａ＝ｇ（ＩＩ）で表される場合、Δａ＝ａ-ｇ（ＩＩ）である。標準のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳと個体差Δａとに基づき、固有のＩＩ−ａ曲線を同定し、この曲線に基づき電流積分値ＩＩの補正を行う。すなわち、得られた加速度ａの偏差Δａに従い、標準のＩＩ−ａ曲線を縦軸に沿って平行移動させることにより、対象の燃料噴射装置のＩＩ−ａ曲線が得られ、このＩＩ−ａ曲線に従って電流積分値ＩＩを補正することができる。この補正方法によれば、電気的特性のバラつきと、機械的特性のバラつきとを同時に補正することが可能になる。

この第２の実施の形態の内燃機関制御装置における電流積分値ＩＩの補正方法を、以下に詳細に説明する。電流積分値ＩＩの補正は、以下の手順に従って行われる。
（１）まず、図１７（ａ）に示すようにして、標準特性に従った燃料噴射装置におけるＩＩ−Ｑ曲線から、目標噴射量Ｑｔａｒを噴射するのに必要な電流積分値ＩＩ＿ｔａｒを求める。
（２）図１７（ｂ）に示すように、標準のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳを、縦軸の方向にΔａ平行移動して対象の燃料噴射装置のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＴを求める。なお、標準のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳが関数ａ＝ｇ（ＩＩ）で表される場合、このＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＴは関数ａ＝ｇ（ＩＩ）＋Δａで表すことができる。

そして、図１７（ｃ）に示す方法で、標準のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳと、対象の燃料噴射装置のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＴとに基づき、電流積分値ＩＩの補正値ＩＩ＿ｃｏｍｐを算出する。手順は以下の通りである。
（１）標準の燃料噴射装置に電流積分値ＩＩ＝ＩＩ＿ｔａｒを与えたときの加速度ａ＿ｔａｒ（＝ｇ（ＩＩ＿ｔａｒ））を算出する。
（２）対象の燃料噴射装置に関し求められた固有のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＴに基づき、対象燃料噴射装置で加速度ａ＿ｔａｒを実現するための電流積分値ＩＩ＿ｃｏｍｐを求める。
電流積分値ＩＩ＿ｃｏｍｐは、以下の［数５］を解くことで求めることができる。こうして電流積分値ＩＩ＿ｃｏｍｐが得られると、この電流積分値ＩＩ＿ｃｏｍｐを用いて対象の燃料噴射装置が制御される。具体的には、パルス調整部２５内の積分器２５Ａで電流Ｉｓの積分値を計測し、比較器２５Ｂでは、この計測された積分値と電流積分値の目標値ＩＩ＿ｃｏｍｐとが比較される。両者が一致したタイミングで、駆動パルスＳａは打ち切られる。

別の方法としては、標準のＩＩ−ａ曲線ＣｉｉａＳの点（ＩＩ、ａ）＝（ＩＩ＿ｔａｒ、ａ＿ｔａｒ）における傾きＫ＝ｄａ／ｄＩＩを用いて、下記の［数６］に従って電流積分値ＩＩ＿ｃｏｍｐを近似的に求めても、[数５]で解いた場合とほぼ等しい値が得られる。

以上説明したように、第２の実施の形態の内燃機関制御装置によれば、このように求められた電流積分値ＩＩ＿ｃｏｍｐを与える駆動パルスＳａをＥＣＵ２００のパルス調整部２５において生成して制御回路３００に供給する。これにより、機械的特性のバラつきだけでなく、電気的特性のバラつきも含めて燃料噴射装置の個体差を補正して、高精度な噴射量制御を実現することができる。

（要約）
図１８及び図１９に、第１の実施の形態の制御装置の動作を要約する。
図１８は、第１の実施の形態の通常の動作モードを示しており、図１９は、計測部２３により計測された個体特性（加速度ａ、及び偏差Δａ）に基づき、目標噴射量Ｑ及び駆動パルスＳａのパルス幅を補正する補正モードを示している。

図１８に示すように、通常の動作モードでは、ＥＣＵ２００により目標噴射量Ｑが決定され、その目標噴射量Ｑを得るための駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉが設定部２２により設定される。制御回路３００は、この駆動パルスＳａに対応する電流Ｉｓをソレノイド２０３に流し、燃料噴射装置１１６はこの電流Ｉｓに応じた動作を弁体２０４に与える。

図１９に示すように、個体特性の計測結果に基づいてパルス幅Ｔｉを補正する補正モードでは、計測部２３により、所定のパルス幅Ｔｉを与えた状態で個体特性（加速度ａ、及び偏差Δａ）が計測され、これが補正部２４に入力される。補正部２４では、得られた固体特性に基づき、駆動パルス幅Ｓａのパルス幅Ｔｉを補正する。なお、内燃機関１００が複数の気筒及びそれらに対応する複数の燃料噴射装置を有する場合、複数の燃料噴射装置に同一のパルス幅Ｔｉを与えて複数の燃料噴射装置の各々において個体特性を計測する。その後は、複数の燃料噴射装置の各々で得られた個別の個体特性に従い、パルス幅の補正を複数の燃料噴射装置の各々において行う。なおこの際、複数の気筒の弁体の加速度が略同一となるように駆動パルスのパルス幅を補正することが好適である。

図２０に、第２の実施の形態の動作を要約する。
通常の動作モードでは、ＥＣＵ２００により目標噴射量Ｑが決定され、その目標噴射量Ｑを得るための電流積分値ＩＩが設定部２２により設定される。制御回路３００は、この電流積分値ＩＩに対応する電流Ｉｓをソレノイド２０３に流し、燃料噴射装置１１６はこの電流Ｉｓに応じた動作を弁体２０４に与える。

個体特性の計測結果に基づいて電流積分値ＩＩを補正する補正モードでは、計測部２３により、所定のパルス幅Ｔｉを与えた状態で個体特性（加速度ａ、及び偏差Δａ）が計測され、これに基づき個体差が求められ、補正部２４に入力される。補正部２４では、得られた固体差に基づき、電流積分目標値ＩＩを補正する。パルス調整部２５では、電流積分目標値ＩＩに従って駆動パルスＳａのパルス幅Ｔｉを調整し、所望のパルス幅Ｔｉが得られたら駆動パルスＳａを立ち下げる（打ち切る）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２１…標準特性データ記憶部、 ２２…設定部、 ２３…計測部、 ２４…補正部、 ２５…パルス調整部、 １００…内燃機関、 １０１…エアクリーナ、 １０２…エアフローセンサ、 １０３…スロットル、 １０４…コレクタ、 １０５…吸気ポート、 １０６…シリンダ、 １１１…燃料タンク、 １１２…低圧ポンプ、 １１３…低圧配管、 １１４…高圧ポンプ、 １１５…高圧配管、 １１６…燃料噴射装置、 １２１…点火プラグ、 １２２…ピストン、 １２３…コネクティングロッド、 １２４…クランク軸、 ２０１…ハウジング、 ２０２…コア、 ２０３…ソレノイド、 ２０４…弁体、 ２０４ｔ…突起部、 ２０５…アンカー、 ２０６…弁座、 ２０７…セットスプリング、 ２０８…スプリングアジャスタ、 ２０９…噴孔、 ２１０…ゼロスプリング、 ２１１…ストッパ、 ３００…制御回路、 ３０１〜３０３…トランジスタ、 ３０４…シャント抵抗、 ３０５〜３０８…ダイオード、 ３０９…コンデンサ、 ３１０…昇圧回路、 ３１１…電源、 ３１２…スイッチ制御回路、 ３２１〜３２３…設定値メモリ、 ３５０、３５１…端子。

Claims (14)

1. 内燃機関の燃料噴射装置を制御する内燃機関制御装置において、
   前記内燃機関制御装置は、ＣＰＵを備え、
   前記ＣＰＵは、
   前記燃料噴射装置を駆動したときの前記燃料噴射装置の弁体の加速度を計測する計測部と、
   前記加速度の個体差に基づき、前記燃料噴射装置に与えられる電圧又は電流に関する第１の物理量を補正する補正部と
   を備えた、内燃機関制御装置。
2. 前記ＣＰＵは、
   前記第１の物理量と前記燃料噴射装置の弁体の前記加速度の標準的な関係を記憶する記憶部を更に備え、
   前記補正部は、前記第１の物理量、前記加速度、及び前記標準的な関係に基づき前記個体差を検出し、
   前記補正部は、前記個体差に応じて前記燃料噴射装置に与えられる前記第１の物理量を補正する、
   請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 複数気筒の各々において前記燃料噴射装置を備え、
   前記補正部は、前記個体差に応じて、各気筒の前記加速度が略同一となるように前記第１の物理量を補正する、請求項１に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記計測部は、前記燃料噴射装置の弁体の閉弁タイミングを検出し、前記閉弁タイミングに基づいて前記加速度を計測する、請求項１に記載の内燃機関制御装置。
5. 前記計測部は、前記燃料噴射装置の弁体の開弁タイミングと閉弁タイミングとに基づき前記加速度を計測する、請求項１に記載の内燃機関制御装置。
6. 前記第１の物理量は、前記燃料噴射装置に供給する駆動パルスのパルス幅である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
7. 前記第１の物理量は、前記燃料噴射装置に供給する電流の積分値である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
8. 前記ＣＰＵは、
   前記電流の積分値を算出する積分器と、
   目標値としての電流積分値と、前記積分器から出力された積分値とを比較し、その比較結果に従って前記燃料噴射装置に供給する駆動パルスを立ち下げる比較部と
   を備えた、請求項７に記載の内燃機関制御装置。
9. 前記計測部は、前記燃料噴射装置の弁体が他の構成要素に衝突しない程度に前記弁体を駆動させるよう前記燃料噴射装置を動作させて前記加速度を計測する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
10. 前記計測部は、所定の条件で駆動したときの前記燃料噴射装置の弁体が閉弁する際の、前記燃料噴射装置に印加される電圧の変曲点のタイミングに基づいて前記加速度を計測する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
11. 内燃機関の燃料噴射装置を制御する内燃機関制御装置において、
    前記内燃機関制御装置は、ＣＰＵを備え、
    前記ＣＰＵは、
    前記燃料噴射装置に与えられる電圧又は電流に関する第１の物理量と前記燃料噴射装置の動作に関する加速度との標準の関係を示す第１特性データを記憶する記憶部と、
    所定の条件を与えたときの前記燃料噴射装置の動作を計測して前記加速度を取得する計測部と、
    前記計測部で得られた前記加速度と、前記記憶部から得られた前記第１特性データに基づき、前記計測部の計測の対象とされた前記燃料噴射装置における前記第１の物理量と前記加速度との関係を示す第２特性データを取得し、この第２特性データに基づき前記第１の物理量を補正する補正部と
    を備える内燃機関制御装置。
12. 前記計測部は、前記燃料噴射装置の弁体が他の構成要素に衝突しない程度に前記弁体を駆動させるよう前記燃料噴射装置を動作させて前記加速度を計測する、請求項１１に記載の内燃機関制御装置。
13. 前記計測部は、前記所定の条件を与えたときの前記燃料噴射装置の弁体の閉弁の際の、前記燃料噴射装置に印加される電圧の変曲点のタイミングに基づいて前記加速度を計測する、請求項１１又は１２に記載の内燃機関制御装置。
14. 前記補正部は、前記計測部で計測された前記加速度に基づき前記第１特性データを平行移動させて前記第２特性データを取得する、請求項１１又は１２に記載の内燃機関制御装置。

Images