JP2022026130A

JP2022026130A - 制御装置

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Publication number: JP2022026130A
Application number: JP2020129450A
Authority: JP
Inventors: 方哉木村; Masaya Kimura; 恭平松本; Kyohei Matsumoto; 亮佐々木; Akira Sasaki; 拓也池本; Takuya Ikemoto; 大地川上; Daichi Kawakami
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-02-10
Also published as: CN114060162B; US20220034276A1; CN114060162A; US11339736B2

Abstract

【課題】閉弁変曲点を確実に検出することができる。【解決手段】ソレノイドにおいて発生する逆起電圧の微分値の時系列データを時系列とは逆方向に遡って増加から減少に変化したときの極大点を検出する極大検出部と、前記極大検出部で検出された前記極大点から前記時系列データを前記逆方向に遡り前記極大点からの前記微分値の減少量が所定の閾値を超えるか否かを走査する判定処理を実行し、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在する場合には、当該極大点の時間である極大時間を前記燃料噴射弁の閉弁時間として検出する閉弁時間検出部と、を備える電磁弁駆動装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置に関する。

燃料噴射弁への通電を制御することで燃料噴射弁を駆動する電磁弁駆動装置が知られている（特許文献１参照）。この電磁弁駆動装置は、燃料噴射弁の閉弁から開弁までの期間を一定になるように燃料噴射弁への通電を制御することで、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量の変動を抑制している。具体的には、電磁弁駆動装置は、燃料噴射弁の閉弁を検知し、この閉弁の時間（以下、「閉弁時間」という。）が目標値になるように燃料噴射弁への通電を制御する。

特開２０１６－１８０３４５号公報

発明者らは、燃料噴射弁に発生する逆起電圧の微分波形において、時系列で最初に現れる変曲点（以下、「閉弁変曲点」という。）を検出することで閉弁を検知することができるという知見を得た。そこで、発明者らは、閉弁変曲点を検出する手法として、逆起電圧の微分値を時系列で走査していき、微分値の極大値からの減少量が所定の閾値を超えたときには、その極大値を閉弁変曲点として検出する手法を考案した。

しかしながら、時系列での微分値では、閉弁変曲点からの減少量が所定の閾値を超えずに、二つ目の変曲点が現れることが起こりえる。そのため、上記手法では、一つ目の変曲点、すなわち閉弁変曲点を検出できない場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、閉弁変曲点を確実に検出することができる制御装置を提供することである。

（１）本発明の一態様は、ソレノイドコイルを有する燃料噴射弁の駆動を制御する制御装置であって、前記ソレノイドコイルにおいて発生する逆起電圧を時系列順に検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された逆起電圧を時間で微分した微分値の微分値算出部と、前記微分値の時系列データを格納する格納部と、前記時系列データを時系列とは逆方向に遡って微分値が増加から減少に変化したときの極大点を検出する極大検出部と、前記極大検出部で検出された前記極大点から前記時系列データを前記逆方向に遡り前記極大点からの前記微分値の減少量が所定の閾値を超えるか否かを走査する判定処理を実行し、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在する場合には、当該極大点の時間である極大時間を前記燃料噴射弁の閉弁時間として検出する閉弁時間検出部と、を備える制御装置である。

（２）上記（１）の制御装置であって、前記閉弁時間検出部は、前記極大検出部が複数の極大点を検出した場合には前記判定処理を前記極大点ごとに実行し、前記判定処理の結果、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在すると判定されたときの前記極大点である閉弁候補点が複数存在する場合には、前記閉弁候補点の極大時間のうち、最も短い前記極大時間を前記閉弁時間として検出してもよい。

（３）上記（１）の制御装置であって、前記閉弁時間検出部は、前記極大検出部が複数の極大点を検出した場合には前記判定処理を前記極大点ごとに実行し、前記判定処理の結果、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在すると判定されたときの前記極大点である閉弁候補点が複数存在する場合には、前記閉弁候補点のうち、前記減少量が最も大きい閉弁候補点の極大時間を、前記閉弁時間として検出してもよい。

（４）上記（１）から上記（３）のいずれかの制御装置であって、前記燃料噴射弁は、弁座と、前記弁座に対して離間又は当接して燃料通路を開閉する弁体と、先端に前記弁体が固定されてニードルと、ニードル５と同軸に設けられている可動コアと、を有し、前記弁体は、前記ソレノイドコイルに通電されることで発生する磁力によって引き上がるように構成されてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、閉弁変曲点を確実に検出することができる。

本実施形態に係る燃料噴射弁Ｌの構成例である。本実施形態に係る電磁弁駆動装置１の構成例である。本実施形態に係る時系列データの一例を説明する図である。本実施形態に係る閉弁時間の検出方法の一例を説明する図である。本実施形態に係る制御装置３００の動作の流れの一例を説明する図である。本実施形態の作用効果を説明する図である。

本実施形態に係る電磁弁駆動装置１は、燃料噴射弁Ｌを駆動する駆動装置である。具体的には、本実施形態に係る電磁弁駆動装置１は、車両に搭載された内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁Ｌ（電磁弁）を駆動対象とする電磁弁駆動装置である。

燃料噴射弁Ｌは、車両に搭載されたガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を噴射する電磁弁（ソレノイド弁）である。以下に、燃料噴射弁Ｌの構成例について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、燃料噴射弁Ｌは、固定コア２、弁座３、ソレノイドコイル４、ニードル５、弁体６、リテーナ７、ロアストッパ８、弁体付勢バネ９、可動コア１０、及び可動コア付勢バネ１１を備える。本実施形態では、固定コア２、弁座３、及びソレノイドコイル４が固定部材であり、ニードル５、弁体６、リテーナ７、ロアストッパ８、弁体付勢バネ９、可動コア１０、及び可動コア付勢バネ１１が可動部材である。

固定コア２は、円筒状の部材であり、燃料噴射弁Ｌのハウジング（不図示）に固定されている。固定コア２は、磁性材料によって形成されている。弁座３は、燃料噴射弁Ｌのハウジングに固定されている。弁座３は、噴射孔３ａを有する。噴射孔３ａは、燃料が噴射される孔であって、弁座３に弁体６が着座した場合に閉鎖し、弁体６が弁座３から離間した場合に開放される。

ソレノイドコイル４は、電線が環状に巻回されることにより形成されている。ソレノイドコイル４は、固定コア２と同心状に配置されている。ソレノイドコイル４は、電磁弁駆動装置１と電気的に接続されている。ソレノイドコイル４は、電磁弁駆動装置１から通電されることで、固定コア２及び可動コア１０を含む磁路を形成する。

ニードル５は、固定コア２の中心軸に沿って延在する長尺状の棒部材である。ニードル５は、固定コア２及び可動コア１０を含む磁路により発生する吸引力によって、固定コア２の中心軸の軸方向（ニードル５の延在方向）に移動する。なお、以下の説明において、固定コア２の中心軸の軸方向において、上記吸引力により可動コア１０が移動する方向を上方と称し、上記吸引力により可動コア１０が移動する方向と反対の方向を下方と称する。

弁体６は、ニードル５における下方の先端に形成されている。弁体６は、弁座３に着座することによって噴射孔３ａを閉鎖し、弁座３から離間することによって噴射孔３ａを開放する。リテーナ７は、ガイド部材７１及びフランジ７２を備える。ガイド部材７１は、ニードル５における上方の先端に固定された円筒状の部材である。フランジ７２は、上方におけるガイド部材７１の端部において、ニードル５の径方向に突出するように形成されている。フランジ７２は、下方の端面が可動コア付勢バネ１１との当接面である。また、フランジ７２における上方の端面は、弁体付勢バネ９との当接面である。例えば、弁体６は、可動コア１０と別体となったニードル弁であって、ソレノイドコイルに通電されることで発生する磁力によって引き上がる。

ロアストッパ８は、弁座３とガイド部材７１との間のニードル５に固定された円筒状の部材である。このロアストッパ８は、上方の端面が可動コア１０との当接面である。

弁体付勢バネ９は、固定コア２の内部に収容された圧縮コイルバネであり、ハウジングの内壁面と、フランジ７２と間に介挿されている。弁体付勢バネ９は、弁体６を下方に付勢する。すなわち、コイル１４に通電されてない場合には、弁体付勢バネ９の付勢力により、弁体６が弁座３に当接される。

可動コア１０は、ガイド部材７１とロアストッパ８との間に配置されている。可動コア１０は、円筒状の部材であり、ニードル５と同軸に設けられている。この可動コア１０は、中央にニードル５が挿通される貫通孔が形成されており、ニードル５の延在方向に沿って移動可能である。可動コア１０の上方の端面は、リテーナ７、固定コア２及び可動コア付勢バネ１１との当接面である。一方、可動コア１０の下方の端面は、ロアストッパ８との当接面である。可動コア１０は、磁性材料によって形成されている。

可動コア付勢バネ１１は、フランジ７２と可動コア１０との間に介挿されている圧縮コイルバネである。可動コア付勢バネ１１は、可動コア１０を下方に付勢する。すなわち、可動コア１０は、ソレノイドコイル４に給電されていない場合には、可動コア付勢バネ１１の付勢力により、ロアストッパ８に当接される。

次に、本実施形態に係る電磁弁駆動装置１について、説明する。

図２に示すように、電磁弁駆動装置１は、駆動装置２００及び制御装置３００を備える。

駆動装置２００は、電源装置２１０及びスイッチ２２０を備える。

電源装置２１０は、バッテリ及び昇圧回路の少なくともいずれかを備える。前記バッテリは、車両に搭載されている。前記昇圧回路は、前記バッテリの出力電圧であるバッテリ電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した電圧である昇圧電圧Ｖｓを出力する。

電源装置２１０は、昇圧電圧Ｖｓをソレノイドコイル４に出力することでソレノイドコイル４に通電する。電源装置２１０は、バッテリ電圧Ｖｂをソレノイドコイル４に出力することでソレノイドコイル４に通電してもよい。電源装置２１０からソレノイドコイル４へ出力される電圧は、制御装置３００によって制御される。また、ソレノイドコイル４への通電は、制御装置３００によって制御される。

スイッチ２２０は、制御装置３００によってオン状態又はオフ状態に制御される。スイッチ２２０がオン状態に制御されると、電源装置２１０から出力される電圧がソレノイドコイル４に供給される。これにより、ソレノイドコイル４への通電が開始される。スイッチ２２０がオフ状態に制御されると、電源装置２１０からソレノイドコイル４への電圧の供給が停止される。

制御装置３００は、電圧検出部３１０及び制御部３２０を備える。

電圧検出部３１０は、ソレノイドコイル４に発生する電圧値Ｖｃを時系列順に検出する。例えば、電圧Ｖｃは、ソレノイドコイル４の両端の電圧である。電圧検出部３１０は、検出した電圧値Ｖｃを制御部３２０に出力する。電圧検出部３１０は、ソレノイドコイル４において発生する逆起電圧を時系列順に検出する。ここで、逆起電圧とは、ソレノイドコイル４への通電を停止した後の電圧値Ｖｃである。

制御部３２０は、ソレノイドコイル４への通電時間を制御することで燃料噴射弁Ｌから噴射される燃料の噴射量（以下、「燃料噴射量」という。）を一定に制御している。制御部３２０は、電圧検出部３１０で検出されたソレノイドコイル４の逆起電圧の微分波形において、最初に現れる変曲点（以下、「閉弁変曲点」という。）を検出することで閉弁を検知する。例えば、制御部３２０は、閉弁変曲点が現れた時間を、閉弁時間として検出する。そして、制御部３２０は、その閉弁時間が目標値になるようにソレノイドコイル４への通電時間を補正することで、燃料噴射量を常に一定に制御する。一例として、閉弁時間とは、ソレノイドコイル４に対する通電を開始してから、燃料噴射弁Ｌが閉弁するまでの時間であるが、これに限定されず、ソレノイドコイル４に対する通電が停止されてから、燃料噴射弁Ｌが閉弁するまでの時間でもよい。

以下において、制御部３２０の機能部を説明する。制御部３２０は、通電制御部３３０、フィルタ部３４０、微分演算部３５０、格納部３６０、極大検出部３７０、閉弁時間検出部３８０及び補正部３９０を備える。

通電制御部３３０は、電源装置２１０を制御する。通電制御部３３０は、スイッチ２２０をオン状態又はオフ状態に制御する。通電制御部３３０は、スイッチ２２０をオン状態に制御することで、電源装置２１０からの電圧をソレノイドコイル４に対して供給させる。通電制御部３３０は、スイッチ２２０をオン状態からオフ状態に制御することで、電源装置２１０からソレノイドコイル４への電圧の供給を停止させる。通電制御部３３０は、予め設定された通電開始時間Ｔ１においてソレノイドコイル４への通電を開始してから、当該通電を停止するまでの時間（通電停止時間）Ｔ２である通電時間Ｔｉ（＝Ｔ２－Ｔ１）を制御することで、燃料噴射弁Ｌから噴射される燃料の噴射量（以下、「燃料噴射量」という。）を一定に制御する。

ここで、ソレノイドコイル４への電圧の供給が停止されると、ソレノイドＬにて逆起電力が発生し、ソレノイドＬの両端に逆起電圧が生じる。この逆起電圧は、時間と共に減少し、所定時間の経過後に消滅する。このような電圧差が消滅するまでに、開弁されていた燃料噴射弁Ｌの弁体６が弁座３に衝突して閉弁され、弁体６が弁座３に衝突する際に当該電圧差の減少勾配が変化する。本実施形態の制御部３２０は、この減少勾配の変化を検知することで、燃料噴射弁Ｌの閉弁を検知する。

フィルタ部３４０は、電圧検出部３１０から出力された電圧値Ｖｃに対してフィルタ処理を行う。この電圧値Ｖｃは、スイッチ２２０をオン状態からオフ状態に制御された後の電圧値Ｖｃであって、いわゆる逆起電圧である。フィルタ処理とは、ローパスフィルタによって電圧値Ｖｃの電圧波形に含まれるノイズ成分を除去する処理である。すなわち、フィルタ部３４０は、電圧値Ｖｃに対してローパスフィルタを適用することにより所定の周波数以上の成分を除去するフィルタ処理を実行する。例えば、ローパスフィルタは、デジタルローパスフィルタである。フィルタ部３４０は、フィルタ処理後の電圧値Ｖｃを微分演算部３５０に出力する。

微分演算部３５０は、フィルタ部３４０でフィルタ処理された電圧値Ｖｃを時間微分することで微分値ｄの時系列データを生成する。そして、微分演算部３５０は、生成した微分値ｄの時系列データを格納部３６０に格納する。本実施形態の微分値ｄは、電圧値Ｖｃ（逆起電圧）の１階微分であるが、これに限定されず、二階微分以上の高階微分であってもよい。

ここで、微分演算部３５０は、第１の時間から所定時間ΔＴが経過した第２の時間までの間において、電圧値Ｖｃの微分値ｄを生成し、生成した微分値ｄを時系列順で格納部３６０に格納する。例えば、第１の時間とは、通電開始時間Ｔ１又は通電停止時間Ｔ２である。所定時間ΔＴは、第１の時間から燃料噴射弁Ｌが閉弁するまでの時間よりも十分に長い時間であり、予め設定されている。第１の時間から燃料噴射弁Ｌが閉弁するまでの時間がどの程度の時間（例えば、桁数）になるかは、予め実験などによって既知である。したがって、所定時間ΔＴは、その閉弁時間よりも十分に長い時間になるように設定されている。

格納部３６０には、微分演算部３５０によって生成された微分値ｄの時系列データが格納される。すなわち、格納部３６０には、微分演算部３５０によって生成された微分値ｄが時系列順で格納される。格納部３６０に格納される時系列データは、第１の時間から第２の時間への時系列順の微分値ｄのデータである。一例として、図３は、格納部３６０に格納されている時系列データである。図３に示すように、時系列データは、第１の時間であるｔ０から、時系列順、すなわち時間が経過する順番に沿ってｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、…、ｔ（ｎ－１）、ｔｎまでの各時間での微分値ｄ１～ｄｎのデータである。ここで、ｔｎは、第２の時間である。Δｔ＝（ｔｎ－ｔ０）である。

極大検出部３７０は、格納部３６０に格納されている時系列データを時系列とは逆方向（第２の方向）に遡って読み込んでいき、微分値ｄが増加から減少に変化したときの時刻である極大時間及びその極大時間における微分値ｄ（以下、「極大値」という。）を検出する。すなわち、極大検出部３７０は、格納部３６０に格納されている時系列データを時系列とは逆方向に遡って読み込んでいき、微分値ｄが増加から減少に変化したときの極大点（極大時間、極大値）を検出する。

ここで、時系列データを時系列順とは逆方向に遡るとは、第２の時間から第１の時間へ時系列データを遡ることである。時系列とは、時間が経過する方向であって、第１の時間から第２の時間に向かう方向である第１の方向である。時系列の逆方向とは、時間が経過する方向とは逆の方向であって、第２の時間から第１の時間に向かう方向である第２の方向である。例えば、図３に示す時系列データの例では、極大検出部３７０は、第２の時間であるｔｎから、ｔ（ｎ－１）、…、ｔ６、ｔ５、ｔ４、ｔ３、ｔ２、ｔ１、ｔ０の順に、微分値ｄを読み込む。すなわち、極大検出部３７０は、ｄｎ、ｄ（ｎ－１）、…、ｄ６、ｄ５、ｄ４、ｄ３、ｄ２、ｄ１、ｄ０の順に、微分値ｄを読み込む。そして、極大検出部３７０は、第２の時間から読み込んでいった微分値ｄが増加から減少に変化したときの変曲点である極大点を検出する。

閉弁時間検出部３８０は、極大検出部３７０で極大点が検出された場合には、その極大点（極大時間）から第２の方向で微分値ｄを遡っていき、極大値からの微分値ｄの減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えたか否を走査する閾値判定処理を行う。閉弁時間検出部３８０は、求めた減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えた場合には、そのときの極大点の極大時間を用いて燃料噴射弁の閉弁時間を求める。例えば、閉弁時間検出部３８０は、極大点から第２の方向で走査していき、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超える事象が存在する場合には、そのときの極大点の極大時間を燃料噴射弁Ｌの閉弁時間として求める。

極大検出部３７０によって複数の極大点が検出された場合には、閉弁時間検出部３８０は、その極大点ごとに閾値判定処理を行う。そして、極大点ごとに閾値判定処理を行った結果、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えた極大点（以下、「閉弁候補点」という。）が複数存在する場合には、閉弁時間検出部３８０は、複数の閉弁候補点のうち、第１の時間からの時間が最も短い閉弁候補点の極大時間を、閉弁時間として検出してもよい。

また、閉弁候補点が複数存在する場合には、閉弁時間検出部３８０は、複数の閉弁候補点のうち、減少量が最も大きい閉弁候補点の極大時間を閉弁時間として検出してもよい。

本実施形態の閉弁時間の検出方法の一例を、図４を用いて説明する。例えば、格納部３６０には、第１の時間であるｔ０から、第２の時間であるｔ１８までの時系列データが格納されている。極大検出部３７０は、格納部３６０に格納されている時系列データを、第２の時間であるｔ１８から遡って読み込んでいき、微分値ｄが増加から減少に変化する極大点があるか否かを順番に走査する。そして、極大検出部３７０は、極大点を検出した場合には、その極大点を閉弁時間検出部３８０に出力する。図４の例では、極大検出部３７０は、時間ｔ１０であり微分値ｄ１０で示す点Ｐ１０を極大点として検出する。

閉弁時間検出部３８０は、極大点である点Ｐ１０の時間ｔ１０から第２の方向で時系列データを遡っていき、微分値ｄ１０（極大値）からの減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超える微分値ｄが存在するか否かを走査する。図４に示す例では、極大点である点Ｐ１０の時間ｔ１０から第２の方向で系列データを遡った場合には、点Ｐ４において微分値ｄ１０（極大値）からの減少量Δｄ（＝ｄ１０－ｄ４）が所定の閾値Δｄｔｈを超えるため、閉弁時間検出部３８０は、極大点である点Ｐ１０が閉弁変曲点として、極大時間であるｔ１０を閉弁時間として検出する。

閉弁時間検出部３８０は、極大検出部３７０で極大点が検出された場合には、その極大点において、以下の第１の条件から第３の条件のうち、少なくともいずれかの条件が成立するか否かを判定する条件判定処理を実行してもよい。そして、閉弁時間検出部３８０は、条件判定処理において、以下の第１の条件から第３の条件のうち、少なくともいずれかの条件が成立した場合にはその極大点の極大時間が閉弁時間ではないとして、次の極大点に対して条件判定処理を行う。閉弁時間検出部３８０は、条件判定処理において、以下の第１の条件から第３の条件のうち、いずれの条件も成立しない場合であって、閾値判定処理によって減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超える場合があれば、その極大点の極大時間を燃料噴射弁の閉弁時間として求める。

（ａ）第１の条件：極大点（極大時間）から第１の時間まで微分値ｄを遡った場合において、微分値ｄが所定値ｄｙ以上上昇する場合。
（ｂ）第２の条件：極大点（極大時間）から第１の時間まで微分値ｄを遡った場合において、微分値ｄがその極大点の極大値以上になった場合。
（ｃ）第３の条件：極大点（極大時間）から第１の時間に向かって微分値ｄを遡った場合に、所定時間が経過するまでにおいて所定の閾値Δｄｔｈを超える減少量Δｄが存在しない場合。

上記第１の条件の例としては、極大点１０から第１の時間に向かって時系列データを遡った場合において、微分値ｄが上昇していき、点Ｐ５（図４に示す点Ｐ５´）の微分値ｄ５から点Ｐ４（図４に示す点Ｐ４´）の微分値ｄ４への変化量が所定値ｄｙ以上となった場合には、閉弁時間検出部３８０は、極大点である点Ｐ１０を閉弁変曲点から除外する。

上記第２の条件の例としては、極大点１０から第１の時間に向かって時系列データを遡った場合において、微分値ｄが上昇していき、点Ｐ４（図４に示す点Ｐ４´）の微分値ｄ４が極大値であるｄ１０以上となった場合には、閉弁時間検出部３８０は、極大点である点Ｐ１０を閉弁変曲点から除外する。

上記第３の条件の例としては、極大点である点Ｐ１０から第１の時間に向かって時系列データを遡った場合において、所定時間（例えば、ｔ１０－ｔ０）が経過するまでに所定の閾値Δｄｔｈを超える減少量Δｄが存在しない場合（図４に示す一点鎖線）には、閉弁時間検出部３８０は、極大点である点Ｐ１０を閉弁変曲点から除外する。

補正部３９０は、閉弁時間検出部３８０によって得られた閉弁時間に応じて通電時間Ｔｉを補正する。例えば、補正部３９０は、閉弁時間が目標値になるように通電時間Ｔｉを補正する。一例として、補正部３９０は、閉弁時間と目標値との差がなくなるように通電停止時間を調整することで通電時間Ｔｉを補正する。

以下において、制御装置３００の動作の流れの一例を、図５を用いて説明する。
制御装置３０は、燃料噴射弁Ｌを開弁させる場合には、予め設定された通電開始時間Ｔ１においてソレノイドコイル４への通電を開始してから、通電時間Ｔｉを経過した通電停止時間Ｔ２でソレノイドコイル４への通電を停止する（ステップＳ１０１）。

制御部３２０は、ソレノイドコイル４への通電を停止した後の第１の時間から第１の方向に向かって、電圧値Ｖｃに対して時間微分していき、電圧値Ｖｃの微分値ｄを生成する（ステップＳ１０２）。そして、制御部３２０は、その生成した電圧値Ｖｃの微分値ｄを格納部３６０に格納することで、第１の時間から第２の時間までの微分値ｄの時系列データを格納する（ステップＳ１０３）。

制御部３２０は、格納部３６０に格納されている時系列データを第２の時間から第２の方向に遡って読み込んでいき、微分値ｄが増加から減少に転じる極大点を走査する（ステップＳ１０４）。そして、制御部３２０は、極大点を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部３２０は、極大点を検出したと判定した場合には、その極大点を基準点として設定する（ステップＳ１０６）。制御部３２０は、時系列データにおいて、基準点から一定時間（例えば、微分値ｄのサンプリング時間）だけ第２の方向へ遡った時間の微分値を対象微分値として選択する（ステップＳ１０７）。例えば、制御部３２０は、時系列データにおいて、点Ｐｎを基準点とした場合には、基準点から一定時間だけ第２の方向へ遡った点Ｐｎ－１の時間の微分値を対象微分値として選択する。

制御部３２０は、基準点の微分値ｄから対象微分値への減少量Δｄを求め（ステップＳ１０８）、その求めた減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えたか否を判定する閾値判定処理を行う（ステップＳ１０９）。制御部３２０は、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えた場合には、現在の基準点を閉弁変曲点として確定する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部３２０は、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えた場合には、現在の基準点の時間（極大時間）を閉弁時間として確定する。

ステップＳ１０９において、制御部３２０は、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えていない場合には、第１の条件から第３の条件のうち、いずれかの条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。制御部３２０は、第１の条件から第３の条件のうち、いずれかの条件が成立している場合には、現在の基準点から第２の方向に再度遡って読み込んでいき、微分値ｄが増加から減少に転じる極大点を走査する（ステップＳ１１２）。そして、制御部３２０は、ステップＳ１０５に戻り、極大点を検出したか否かを判定する。なお、極大点を検出したと判定した場合には、制御部３２０は、現在の基準点をクリアし、新たに検出した極大点を基準点として設定する。そして、制御部３２０は、ステップＳ１０７に移行する。

制御部３２０は、ステップＳ１１１において、第１の条件から第３の条件のいずれの条件にも成立していない場合には、対象微分値から一定時間だけ第２の方向へ遡った時間の微分値を新たな対象微分値として選択する（ステップＳ１１３）。そして、制御部３２０は、ステップＳ１０８に移行する。

以下において、本実施形態の作用効果について、図６を用いて説明する。閉弁時においては、可動コア１０が下方に下がっていき、燃料噴射弁Ｌが閉弁するタイミングにおいて、弁体６が弁座３に衝突して可動コア１０がリテーナから離間する。これにより、可動コア１０の加速度が変化するため、前記磁路内の磁束が変化し、逆起電圧に変化が生じる、その結果、逆起電圧の微分値ｄにおいて１つ目の変曲点Ｈ１が生じる。この１つ目の変曲点Ｈ１が閉弁変曲点となる。ただし、閉弁後において燃料の圧力の反響が発生や弁体６のバウンスの発生等により、可動コア１０の下降速度が減速されるため逆起電圧に変化が生じ、微分値ｄにおいて変曲点Ｈ１の後において２つ目の変曲点Ｈ２が生じる。この変曲点Ｈ２は、閉弁による変曲点Ｈ１ではない。そのため、閉弁時間検出部３８０は、２つ目の変曲点Ｈ１ではなく、１つ目の変曲点Ｈ１を検出することで燃料噴射弁Ｌの閉弁を検出する。

一例として、微分値ｄの時系列データを第１の方向で極大値を走査していき、極大値からの減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えたときには、その極大値を閉弁変曲点として検出する方法がある。この方法では、図６に示すように、最初に検出した極大値からの減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えない場合がある。その結果、一つ目の変曲点Ｈ１を検出することができない場合がある。一方、本実施形態の制御装置３００は、微分値ｄの時系列データを第１の方向ではなく、第２の方向で走査していき、極大値からの減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えたときには、その極大値を閉弁変曲点として検出する。ここで、一つ目の変曲点Ｈ１は、第１の方向では減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えないことが起こりえるが、第２の方向では減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えないことは起こりえない。これは、第２の方向において、変曲点Ｈ１の後に極大値が発生することがなく、変曲点Ｈ１の後の微分値ｄは、ゼロに収束するためである。これにより、本実施形態の制御装置３００は、閉弁変曲点を確実に検出することができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

上記実施形態の制御装置３００は、極大点から時系列データを第２の方向に遡り極大点からの微分値ｄの減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超えるか否かを走査する判定処理を実行し、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超える事象が存在する場合には、当該極大点の時間である極大時間を燃料噴射弁Ｌの閉弁時間として検出する。これにより、閉弁変曲点を確実に検出することができる。

制御装置３００は、時系列データを第２の時間から第１の時間まで遡って極大検出部３７０により極大点を検出し、極大検出部３７０が複数の極大点を検出した場合には判定処理を極大点ごとに実行し、判定処理の結果、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超える事象が存在すると判定されたときの極大点である閉弁候補点が複数存在する場合には、閉弁候補点の極大時間のうち、最も短い極大時間を閉弁時間として検出してもよい。これにより、閉弁変曲点の誤検知を抑制することができる。

制御装置３００は、時系列データを第２の時間から第１の時間まで遡って極大検出部３７０により極大点を検出し、極大検出部３７０が複数の極大点を検出した場合には判定処理を極大点ごとに実行し、判定処理の結果、減少量Δｄが所定の閾値Δｄｔｈを超える事象が存在すると判定されたときの極大点である閉弁候補点が複数存在する場合には、閉弁候補点のうち、減少量Δｄが最も大きい閉弁候補点の極大時間を閉弁時間として検出してもよい。これにより、閉弁変曲点の誤検知を抑制することができる。

Ｌ…燃料噴射弁、１…電磁弁駆動装置、３００…制御装置、３１０…電圧検出部、３２０…制御部、３５０…微分演算部、３６０…格納部、３７０…極大検出部、３８０…閉弁時間検出部

Claims

ソレノイドコイルを有する燃料噴射弁の駆動を制御する制御装置であって、
前記ソレノイドコイルにおいて発生する逆起電圧を時系列順に検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された逆起電圧を時間で微分した微分値の微分値算出部と、
前記微分値の時系列データを格納する格納部と、
前記時系列データを時系列とは逆方向に遡って微分値が増加から減少に変化したときの極大点を検出する極大検出部と、
前記極大検出部で検出された前記極大点から前記時系列データを前記逆方向に遡り前記極大点からの前記微分値の減少量が所定の閾値を超えるか否かを走査する判定処理を実行し、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在する場合には、当該極大点の時間である極大時間を前記燃料噴射弁の閉弁時間として検出する閉弁時間検出部と、
を備える制御装置。
前記閉弁時間検出部は、前記極大検出部が複数の極大点を検出した場合には前記判定処理を前記極大点ごとに実行し、前記判定処理の結果、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在すると判定されたときの前記極大点である閉弁候補点が複数存在する場合には、前記閉弁候補点の極大時間のうち、最も短い前記極大時間を前記閉弁時間として検出する、
請求項１に記載の制御装置。
前記閉弁時間検出部は、前記極大検出部が複数の極大点を検出した場合には前記判定処理を前記極大点ごとに実行し、前記判定処理の結果、前記減少量が前記所定の閾値を超える事象が存在すると判定されたときの前記極大点である閉弁候補点が複数存在する場合には、前記閉弁候補点のうち、前記減少量が最も大きい閉弁候補点の極大時間を、前記閉弁時間として検出する、
請求項１記載の制御装置。
前記燃料噴射弁は、弁座と、前記弁座に対して離間又は当接して燃料通路を開閉する弁体と、先端に前記弁体が固定されたニードルと、ニードル５と同軸に設けられている可動コアと、を有し、
前記弁体は、前記ソレノイドコイルに通電されることで発生する磁力によって引き上がる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。