JP2022048660A - 噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】閉弁時刻を信頼性良く学習できるようにした噴射制御装置を提供する。【解決手段】マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより増減される要求噴射量に基づいて燃料の噴射制御を繰り返すことで演算部１４ｈにて求められる閉弁時刻ｔ２を学習部１４ｇにより学習している。特にマイコン１４は、噴射量算出部１４ｆにより閉弁時刻ｔ２を検出可能な要求噴射量の極大噴射量及び極小噴射量を算出し、極大噴射量及び極小噴射量の範囲で閉弁時刻ｔ２を学習する。【選択図】図４

Description

本発明は、燃料噴射弁を開弁・閉弁制御する噴射制御装置に関する。

噴射制御装置は、燃料噴射弁を開弁・閉弁することで燃料を内燃機関に噴射する。従来、一般の燃料噴射弁は、燃料の噴射孔を有する噴射弁本体に弁体を離着座させることで噴射孔を開閉する。燃料噴射弁は、ソレノイドコイルを内蔵しており当該ソレノイドコイルを電気的に駆動することで弁体の位置を制御する。

噴射制御装置は、ソレノイドコイルへ通電を開始又は停止すると、弁体はこれらの通電開始時刻又は通電停止時刻から遅れて動作する。したがって、噴射量を精度良く調整するためには、これらの遅延時間を加味して通電時間を調整することが求められる。遅延時間は、燃料噴射弁の使用環境、経年劣化及び個体ばらつき、燃料噴射弁を駆動する駆動回路等の構成素子パラメータのＰＶＴばらつきなどの影響により変化することから、弁体の開弁時刻及び閉弁時刻は前述の様々な環境変化に基づいて変化する。このため、これらのタイミングを推定する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

微分法を用いて閉弁時刻を検出すると、二回微分値が閉弁時刻と合うように補正が必要となる。このため、分散値などのばらつき度合いを検出することで閉弁時刻を直接検出すると良い。特許文献１記載の技術によれば、所定の基準タイミングを基準に設定したサンプリング期間に、電磁コイルの電圧値及び電流値の少なくとも一方を、所定時間間隔でサンプル値として取得し、サンプル値のばらつき度合を演算することに基づいて、開弁、閉弁の開始時刻又は完了時刻を推定している。

特開２０１８－０４４４７３号公報

例えば、微小噴射の場合、噴射制御装置はサンプル値のばらつき度合を検出しにくい。ばらつき度合いを検出できないと、閉弁時刻を検出、学習できず、学習した閉弁時刻に基づいて噴射量を高精度に補正できない。

本発明の目的は、閉弁時刻を信頼性良く学習できるようにした噴射制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、燃料噴射弁を駆動することで内燃機関に燃料を噴射制御する噴射制御装置を対象としている。演算部は、要求噴射量に基づき燃料噴射弁を駆動したときに生じる電圧の時間変化のばらつき度合に基づいて燃料噴射弁から燃料の噴射を停止させる閉弁時刻を求める。噴射量変更部は、要求噴射量を増減させる。学習部は、噴射量変更部により増減される要求噴射量に基づいて燃料の噴射制御を繰り返すことで演算部にて求められる閉弁時刻を学習する。これにより、ばらつき度合を検出可能な要求噴射量の領域を求めることができ、閉弁時刻を学習可能な範囲を算出でき、閉弁時刻を信頼性良く学習できる。

一実施形態における噴射制御装置の電気的構成図 燃料噴射弁の内部構造を模式的に示す縦断側面図 駆動回路の電気的構成図 マイコン及び制御ＩＣの機能的構成図 通電オフした後にソレノイドコイルに生じる電圧変化を模式的に示す図 ばらつき度合の検出可能領域を求める流れを概略的に示すフローチャート ばらつき度合の検出可能領域を求める流れを概略的に示すタイミングチャートその１ ばらつき度合の検出可能領域を求める流れを概略的に示すタイミングチャートその２ ばらつき度合の検出可能領域を求める流れを概略的に示すフローチャート

以下、噴射制御装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、電子制御装置１（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）は、例えば自動車などの車両に搭載された内燃機関に直接燃料を噴射供給するソレノイド式の燃料噴射弁２を駆動する噴射制御装置として構成される。燃料噴射弁２はインジェクタとも称される。以下では、ガソリンエンジン制御用の電子制御装置１に適用した形態を説明するが、ディーゼルエンジン制御用の電子制御装置に適用しても良い。図１には、４気筒分の燃料噴射弁２を図示しているが、３気筒、６気筒、８気筒でも適用できる。

燃料噴射弁２は、図２に示したように、ボディ３の中にソレノイドコイル４、弁体５、固定コア６、及び可動コア７を収容して構成されている。弁体５は、全体が円筒形状に構成されると共に先端側が円錐形状に構成され、ボディ３の内部で軸方向に往動可能に収容されている。ボディ３は、弁体５の先端側に燃料の噴射孔３ａを設けている。

ボディ３には固定コア６が固定されている。固定コア６は、磁性材料により円筒形状に構成され、固定コア６の円筒内部には燃料通路が構成されている。ボディ３の内部で且つ弁体５の周囲には可動コア７が設けられている。可動コア７は、金属製の磁性材料を用いて円盤形状に構成され、固定コア６よりも噴射孔３ａの側に設けられている。

可動コア７は、ソレノイドコイル４の内側に位置して軸方向に往動可能に配置されている。ソレノイドコイル４の非通電時には、固定コア６との間で所定の隙間を存するように固定コア６に対向配置されている。可動コア７の内側には貫通孔が構成されており、この貫通孔に弁体５が挿入配置されており、可動コア７は、弁体５の係止部５ａに接触している。係止部５ａは弁体５に固定されると共に、可動コア７と固定コア６との間に構成され、可動コア７が固定コア６側に動作すると係止部５ａを介して弁体５が連動する。

固定コア６の内側で且つ弁体５の周囲には、第１ばね８が巻回されている。第１ばね８は、弁体５を噴射孔３ａの側に弾性力を与えるように配置されている。また、第２ばね９が、可動コア７の噴射孔３ａの側に位置してボディ３に固定されており、ソレノイドコイル４の非通電時には可動コア７を初期位置に保持する。

ソレノイドコイル４に通電が開始されると、可動コア７が第２ばね９の弾性力に逆らって固定コア６に引き付けられる。可動コア７が動作すると、係止部５ａを介して弁体５が軸方向に動作する。すると、可動コア７は固定コア６に当接する。可動コア７が固定コア６に当接した状態であっても、弁体５の係止部５ａが可動コア７から離間して軸方向に動作することで弁体５が可動コア７に対して相対移動する。燃料噴射弁２は、弁体５が動作することで当該弁体５の先端側がボディ３の噴射孔３ａを開放させ、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する。

ソレノイドコイル４への通電が停止されると、第１ばね８及び第２ばね９の弾性力により可動コア７が初期位置に戻される。このため、弁体５の先端側がボディ３の噴射孔３ａを閉塞することで燃料噴射を停止し、燃料噴射弁２は閉弁する。

次に、電子制御装置１の電気的構成を説明する。図１に例示したように、電子制御装置１は、昇圧回路１３、マイクロコンピュータ１４（以下、マイコン１４と略す）、制御ＩＣ１５、及び駆動回路１６としての電気的構成を備える。

マイコン１４は、１又は複数のコア１４ａ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ１４ｂ、Ａ／Ｄ変換器などの周辺回路１４ｃを備えて構成され、メモリ１４ｂに記憶されたアプリケーションプログラム、及び、各種のセンサ１８から取得されるセンサ信号Ｓに基づいて各種制御を並行して行い、燃料噴射弁２を電流駆動することで内燃機関の燃焼室に燃料を噴射制御する。

例えば、ガソリンエンジン用のセンサ１８は、クランク軸が所定角回転するごとにパルス信号を出力するクランク角センサ、燃料噴射時の燃料圧力を検出する燃圧センサ、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、冷却水温を検出する水温センサ、吸入空気量を検出する吸気量センサ１８ａ、内燃機関の排気の空燃比すなわちＡ／Ｆ値を検出するＡ／Ｆセンサ１８ｂなどである。図１にはセンサ１８を模式的に示した。

マイコン１４は、クランク角センサのパルス信号により内燃機関の回転数を算出すると共に、スロットル開度信号からスロットル開度を取得する。マイコン１４は、スロットル開度、油圧やＡ／Ｆ値に基づいて、内燃機関に要求される目標トルクを算出し、この目標トルクに基づいて目標となる要求噴射量を算出する。

またマイコン１４は、この目標となる要求噴射量、及び、燃圧センサにより検出される燃料圧力に基づいて通電指令時間Ｔｉを算出し、噴射指令信号ＴＱを生成する。マイコン１４は、前述した各種のセンサ１８から入力されるセンサ信号Ｓに基づいて各気筒＃１～＃４に対する噴射開始指示時刻を算出し、この噴射開始指示時刻において噴射指令信号ＴＱを制御ＩＣ１５に出力する。

制御ＩＣ１５は、例えばＡＳＩＣによる集積回路装置であり、図示していないが、例えばロジック回路、ＣＰＵなどによる制御主体と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１５ｅ、コンパレータを用いた比較器などを備え、ハードウェア及びソフトウェアに基づいて各種制御を実行するように構成される。制御ＩＣ１５は、昇圧制御部１５ａ、通電制御部１５ｂ、電流モニタ部１５ｃ、及び電圧モニタ部１５ｄとしての機能を備える。

昇圧回路１３は、昇圧型のＤＣＤＣコンバータにより構成される。昇圧回路１３は、バッテリ電圧ＶＢを入力して昇圧動作し、充電部としての充電コンデンサ１３ａに昇圧電圧Ｖboostを充電させる。

昇圧制御部１５ａは、昇圧回路１３に入力されたバッテリ電圧ＶＢを昇圧制御する。昇圧制御部１５ａは、昇圧回路１３の充電コンデンサ１３ａの昇圧電圧Ｖboostを検出し満充電電圧まで充電させ駆動回路１６に供給する。

駆動回路１６は、バッテリ電圧ＶＢ及び昇圧電圧Ｖboostを入力して動作する。駆動回路１６は、制御ＩＣ１５の通電制御部１５ｂの通電制御に基づいて、ソレノイドコイル４に電圧を印加することで、燃料噴射弁２から各気筒＃１～＃４へ燃料を直接噴射する。図３に例示したように、駆動回路１６は、ソレノイドコイル４の上流に接続される上流回路１６ａ、１６ｂ、ソレノイドコイル４の下流に接続される下流回路１６ｃ、及び電流検出部１６ｅを備える。

２気筒分のソレノイドコイル４の上流側はノードＮ１で共通接続されており、他の２気筒分のソレノイドコイル４の上流側はノードＮ２で共通接続されている。上流回路１６ａ、１６ｂは、それぞれノードＮ１、Ｎ２に通電可能に接続されており、それぞれ２気筒分の燃料噴射弁２に電圧を印加可能に接続されている。上流回路１６ａ、１６ｂは互いに同一構成である。ここでは、上流回路１６ａの構成を説明し、上流回路１６ｂの構成説明を省略する。

昇圧電圧Ｖboostの供給ノードとノードＮ１との間には、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２のドレインソース間が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２のソースにはブースト回路ＢＴが接続されており、ブースト回路ＢＴにより昇圧電圧Ｖboostの供給能力を向上できる。バッテリ電圧ＶＢの供給ノードとノードＮ１との間には、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ３のドレインソース間、ダイオードＤ２のアノードカソード間が接続されている。ダイオードＤ２は、昇圧電圧Ｖboostの逆流防止用に設けられている。

これにより、通電制御部１５ｂが、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２をオンすれば昇圧電圧ＶboostについてノードＮ１を通じて２気筒分の燃料噴射弁２のソレノイドコイル４に印加できる。また通電制御部１５ｂが、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ３をオンすればバッテリ電圧ＶＢをノードＮ１を通じて２気筒分の燃料噴射弁２のソレノイドコイル４に印加できる。グランドとノードＮ１との間には還流ダイオードＤ３が接続されている。

他方、下流回路６ｃは、燃料噴射される気筒＃１～＃４を選択するための気筒選択スイッチによるもので、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ４により構成される。通電制御部１５ｂは、１又は２のＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ４を所望のタイミングでオンすることで所望のソレノイドコイル４に通電できる。ソレノイドコイル４の下流側と昇圧電圧Ｖboostの供給ノードとの間には回生回路１６ｄが構成されている。回生回路１６ｄは、ダイオードＤ４により構成され、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２～Ｍ４がオフされたときに、ソレノイドコイル４に蓄積した余剰電力を充電コンデンサ１３ａに回生できる。

電流検出部１６ｅは、ソレノイドコイル４から下流回路６ｃを通じて流れる電流を検出する電流検出抵抗Ｒ２により構成され、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ４のソースとグランドとの間に直列接続して構成される。制御ＩＣ１５の電流モニタ部１５ｃは、図示しないが、例えばコンパレータによる比較部及びＡ／Ｄ変換器等を用いて構成され、燃料噴射弁２のソレノイドコイル４に流れる電流について電流検出部１６ｅを通じてモニタする。

制御ＩＣ１５の電圧モニタ部１５ｄは、図示しないＡ／Ｄ変換器を用いて構成され、ソレノイドコイル４の下流側の端子電圧をサンプリングし、メモリ１５ｅにサンプリングデータを記憶させる。ソレノイドコイル４の上流側の端子電圧もサンプリングしてメモリ１５ｅに記憶させても良い。

通電制御部１５ｂが、燃料噴射弁２からパーシャルリフト噴射（微小噴射）させる場合には、通電制御部１５ｂは噴射対象となる気筒＃１～＃４のＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ４をオンすると共にＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２をオンすることで昇圧電圧Ｖboostを燃料噴射弁２のソレノイドコイル４に印加し、弁体５が完全にリフト完了するまでにＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２、Ｍ４をオフすることで弁体５を閉塞させる処理を実行する。

燃料噴射弁２からフルリフト噴射（通常噴射）する場合には、通電制御部１５ｂは、駆動回路１６を通じて噴射対象となる気筒＃１～＃４のＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ４をオンすると共にＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２をオンすることで昇圧電圧Ｖboostをソレノイドコイル４に印加した後、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２をオフしてからＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ３をオン・オフすることでバッテリ電圧ＶＢを印加して定電流制御し通電指令時間Ｔｉを経過したときにＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ３、Ｍ４をオフすることで通電停止する。これにより、フルリフト噴射時には、弁体５が完全にリフト完了してから弁体５を閉塞させる処理を実行する。

駆動回路１６が、制御ＩＣ１５の通電制御部１５ｂの通電制御に基づいてソレノイドコイル４に通電後に当該通電電流を遮断すると、ソレノイドコイル４にはフライバック電圧を生じる。またソレノイドコイル４の電流が遮断されると、弁体５及び可動コア７が閉弁方向に変位するため、弁体５及び可動コア７の変位に基づく誘導起電力がソレノイドコイル４に生じる。したがって、ソレノイドコイル４にはフライバック電圧と誘導起電圧とが重畳するように生じる。電圧モニタ部１５ｄは、このソレノイドコイル４に生じる電圧をサンプリングしたサンプリング結果をメモリ１５ｅに記憶させることになる。

マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄ、判断部１４ｅ、噴射量算出部１４ｆ、学習部１４ｇ、及び演算部１４ｈとしての機能を備える。噴射量変更部１４ｄは、例えば通電指令時間Ｔｉを増減させることで要求噴射量を増減させる機能を示す。噴射量変更部１４ｄは、判断部１４ｅの判断結果に基づいて要求噴射量を変更しても車両の走行及び排気に影響がないと判断される予め規定される範囲で要求噴射量を増減することが望ましい。特にマイコン１４は、判断部１４ｅの判断結果に基づいて要求噴射量を増減することが望ましい。

判断部１４ｅは車両の運転状態を判断する機能を示す。ここでいう運転状態とは、例えば吸気量センサ１８ａにより検出される吸気量の多少に基づいて判断される運転状態などを示す。また、車両がハイブリッド車等の所定の車両である場合、運転状態とは、内燃機関を用いて走行する内燃機関走行モードであるか、又は、電動機にて走行する電動走行モードであるかのモード状態などを示す。

また制御ＩＣ１５は、取得部１５ｆ、及びばらつき算出部１５ｈとしての機能を備える。制御ＩＣ１５の取得部１５ｆは、燃料噴射弁２を駆動したときに生じる電圧を、メモリ１５ｅに記憶されたサンプリングデータの中からばらつき度合となる分散値の算出処理に用いるサンプルデータを取得する機能を示す。ばらつき算出部１５ｈは、取得部１５ｆにより取得された電圧のサンプルデータからばらつき度合となる分散値を演算する。この分散値はマイコン１４に出力される。

マイコン１４は、弁体５の動作に基づく噴射孔３ａの開弁時刻及び閉弁時刻（後述のｔ２）を推定する機能を備える。マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより増減される要求噴射量に基づいて燃料の噴射制御を繰り返す。演算部１４ｈは、制御ＩＣ１５から入力される分散値に基づいて燃料噴射弁２から燃料の噴射を停止させる閉弁時刻ｔ２を求める。学習部１４ｇは、この閉弁時刻ｔ２を学習する。また噴射量算出部１４ｆが、閉弁時刻ｔ２を検出可能な要求噴射量の極大噴射量及び極小噴射量を算出し、学習部１４ｇが、極大噴射量及び極小噴射量に基づいて閉弁時刻ｔ２を学習するようにすると良い。

制御ＩＣ１５は、噴射指令信号ＴＱを受け付けて通電指令時間Ｔｉを補正することで実際の噴射量を理想噴射量となる通常噴射プロファイルに一致させるように通電指令時間Ｔｉを補正する補正部としての機能を備える。

本実施形態に係る動作を説明する。通常、マイコン１４は、各種アプリケーションプログラムに係るタスクを並行して実行しており、当該マイコン１４の演算処理負荷を演算したり、センサ１８のセンサ信号Ｓに基づいて内燃機関の状態に関するパラメータや、燃料噴射弁２を駆動する駆動パラメータを求めたりしている。例えばマイコン１４は、各種のセンサ１８のセンサ信号Ｓに基づいて、内燃機関の暖気状態を判定したり、内燃機関の回転数が所定より高い高回転状態であるか否かを判定したりしている。

マイコン１４は、単発又は多段噴射するための噴射指令信号ＴＱと共にこれらの各種情報を制御ＩＣ１５に送信する。なお、マイコン１４が、噴射指令信号ＴＱと共に制御ＩＣ１５に送信する情報は、センサ１８のセンサ信号Ｓそのものであっても良いし、センサ１８のセンサ信号Ｓに基づいて判定された判定結果、又は、その他の状態を表す信号であっても良い。

図５は、マイコン１４が制御ＩＣ１５に噴射指令信号ＴＱを出力して通電指令時間Ｔｉを経過した後、ＭＯＳＦＥＴ＿Ｍ２～Ｍ４をオフすることに応じて電圧モニタ部１５ｄにて検出されるソレノイドコイル４の下流側の端子電圧の変化を示している。電圧モニタ部１５ｄは、通電終了タイミングｔ０の後の少なくともタイミングｔ１～ｔ２（後述参照）を含む所定期間Ｔａの間に、ソレノイドコイル４の下流側の端子電圧を所定のサンプリング間隔でサンプリングし、当該電圧のサンプリングデータをメモリ１５ｅに記憶させる。

通電指令時間Ｔｉの経過後に、ソレノイドコイル４の通電電流が遮断されると、ソレノイドコイル４にはまずフライバック電圧を生じる。このときソレノイドコイル４の下流側の端子電圧は急激に上昇し、その後徐々にゼロまで低下する。フライバック電圧は、駆動回路１６及びソレノイドコイル４の回路定数で決定される時定数に基づいて下に凸となる滑らかな曲線を描いて下降する。

ソレノイドコイル４の下流側の端子電圧が、徐々にゼロまで下降する間に、通電終了タイミングｔ０からある遅延時間を経過したタイミングｔ１にて、弁体５と共に可動コア７が噴射孔３ａを閉塞する方向に移動開始する。遅延時間は、燃料噴射弁２の内部構造、すなわち固定コア６及び可動コア７の相対位置や可動コア７の重さ、第１ばね８及び第２ばね９の弾性力等に基づいて決定される時間である。

弁体５及び可動コア７が移動開始すると、ソレノイドコイル４には弁体５及び可動コア７の移動に基づく誘導起電力を生じることから、ソレノイドコイル４の下流側の端子電圧はタイミングｔ１～に示したように前述の下に凸の下降曲線よりも上昇する。弁体５が噴射孔３ａを閉塞する閉弁時刻ｔ２では可動コア７の移動速度は最大となるが、弁体５が着座して噴射孔３ａを閉塞するため可動コア７は急減速する。このとき、ソレノイドコイル４に生じていた誘導起電力も急速変化するため、端子電圧には変曲点が現れる。この後、可動コア７は、弁体５の係止部５ａから離間して噴射孔３ａ側に移動するため、閉弁時刻ｔ２よりも後のタイミング、例えばｔ３まで誘導起電圧は生じ続ける。

前述したように、電圧モニタ部１５ｄは、少なくともタイミングｔ１～ｔ２を含む所定期間Ｔａの間、所定のサンプリング間隔でサンプリングデータをメモリ１５ｅに保持させる。これにより、当該サンプリングデータを閉弁時刻ｔ２の解析処理に活用できる。

例えば、サンプリングデータを時間微分することでソレノイドコイル４の端子電圧の変曲点を算出することもできるが、この微分法を用いると、特にサンプリングデータを多くするほど、サンプリングデータのなまし効果が大きくなることで、微分値の変化量のＱ値が低下し、Ｓ／Ｎが悪化することが判明している。

そこで図５に示したように、時間変化するサンプリングデータのばらつき度合を表す分散値を演算することで、ソレノイドコイル４の下流側の端子電圧の変曲点を求めて閉弁時刻ｔ２を算出すると良い。サンプルデータの分散値の変化量を算出し、この変化量がゼロクロスするタイミングを閉弁時刻ｔ２と特定すると良い。

フルリフト噴射においても誘導起電力の変化により生じる電圧の変化量は微小である。特にパーシャルリフト噴射の場合には、閉弁動作開始時のリフト量が小さいことに起因して着座時点での可動コア７の移動速度変化が小さくなり、誘導起電圧の変化量は特に小さくなる。変曲点を検出できないと、閉弁時刻ｔ２を検出できないため、閉弁時刻ｔ２を学習できず、要求噴射量を補正できない。

そこでマイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより増減される要求噴射量に基づいて燃料の噴射制御を繰り返し、閉弁時刻ｔ２を学習部１４ｇにより学習すると良い。特にマイコン１４は、図６及び図９に示したように、噴射量算出部１４ｆにより閉弁時刻ｔ２を検出可能な要求噴射量の極大噴射量及び極小噴射量を算出し、極大噴射量及び極小噴射量の範囲で閉弁時刻ｔ２を学習することが望ましい。

具体例を説明する。例えば、制御ＩＣ１５が、図６のＳ１、Ｓ２において１噴射の度に分散値を検出してマイコン１４に出力し、マイコン１４が図６のＳ３において閉弁検出可能であると判定した場合、マイコン１４は、Ｓ４において閉弁検出可否フラグを可に設定し、Ｓ５において要求噴射量を微増させるように変化させる。

図７に示したように、要求噴射量を大きく設定すると閉弁時刻ｔ２も遅れることになり、要求噴射量を小さく設定すると閉弁時刻ｔ２は早くなる。このとき、図７のタイミングｔ０からｔ８に示すように、閉弁検出可能と判定されている間、マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより要求噴射量を段階的に微増させる。

図７のタイミングｔ９において、マイコン１４が噴射量変更部１４ｄにより要求噴射量を微増させたとき、マイコン１４がＳ３において閉弁検出値としてエラー値を取得することで閉弁検出不能と判定し、Ｓ７において閉弁検出可否フラグを否に設定し、Ｓ８において要求噴射量を微減させる。

マイコン１４は、図６のＳ６において閉弁検出可否フラグが前回値から変更有、すなわち閉弁検出可否フラグが可から否に変化したと検出すると、Ｓ９において極大噴射量maxを決定し、Ｓ１０において閉弁時刻ｔ２の最遅値ｔmaxを決定する。したがって、図７のタイミングｔ９において、閉弁検出可能な状態から閉弁検出不能状態に遷移する境界を検出することで極大噴射量maxを決定しつつ閉弁時刻ｔ２の最遅値ｔmaxを決定できる。

他方、例えば制御ＩＣ１５が、図６のＳ１、Ｓ２において噴射の度に分散値を検出し、マイコン１４が、図６のＳ３において閉弁検出値としてエラー値を取得することで閉弁検出不能であると判定した場合、マイコン１４は、Ｓ７において閉弁検出可否フラグを否に設定し、Ｓ８において要求噴射量を微減させる。図８のタイミングｔ１０からｔ１８に示すように、閉弁検出不能と判定されている間、マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより要求噴射量を段階的に微減させる。

マイコン１４は、図６のＳ６において閉弁検出可否フラグが前回値から変更有、すなわち閉弁検出可否フラグが否から可に変化したと検出すると、Ｓ９において極大噴射量maxを決定し、Ｓ１０において閉弁時刻ｔ２の最遅値ｔmaxを決定する。したがって、図８のタイミングｔ１９において、閉弁検出不能な状態から閉弁検出可能状態に遷移する境界を検出することでも極大噴射量maxを決定しつつ閉弁時刻ｔ２の最遅値ｔmaxを決定できる。

例えば、逆に制御ＩＣ１５が、図９のＳ１、Ｓ２において１噴射の度に分散値を検出し、マイコン１４が図９のＳ３において閉弁検出可能であると判定した場合、マイコン１４は、Ｓ４において閉弁検出可否フラグを可に設定し、Ｓ５ａにおいて要求噴射量を微減させるように変化させる。

閉弁検出可能である間、マイコン１４が噴射量変更部１４ｄにより要求噴射量を微減させ続けると、やがてマイコン１４は、Ｓ３において閉弁検出値としてエラー値を取得することになる。すると、閉弁検出不能と判定し、Ｓ７において閉弁検出可否フラグを否に設定し、Ｓ８ａにおいて要求噴射量を微増させる。

マイコン１４は、図９のＳ６において閉弁検出可否フラグが前回値から変更有、すなわち閉弁検出可否フラグが可から否に変化したと検出すると、Ｓ９ａにおいて極小噴射量を決定し、Ｓ１０ａにおいて閉弁時刻ｔ２の最速値を決定する。したがって、閉弁検出可能な状態から閉弁検出不能状態に遷移する境界を検出することで極小噴射量を決定しつつ閉弁時刻ｔ２の最速値を決定できる。

他方、例えば制御ＩＣ１５が、図９のＳ１、Ｓ２において噴射の度に分散値を検出し、マイコン１４が図９のＳ３において閉弁検出値としてエラー値を取得することで閉弁検出不能であると判定した場合、マイコン１４は、Ｓ７において閉弁検出可否フラグを否に設定し、Ｓ８ａにおいて要求噴射量を微増させる。閉弁検出不能と判定されている間、マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより要求噴射量を段階的に微増させる。

マイコン１４は、図９のＳ６において閉弁検出可否フラグが前回値から変更有、すなわち閉弁検出可否フラグが否から可に変化したと検出すると、Ｓ９ａにおいて極小噴射量を決定し、Ｓ１０ａにおいて閉弁時刻ｔ２の最速値を決定する。したがって、閉弁検出可能な状態から閉弁検出不能状態に遷移する境界を検出することでも極小噴射量を決定しつつ閉弁時刻ｔ２の最速値を決定できる。

この後、マイコン１４が、求められた極大噴射量及び極小噴射量の範囲内で噴射量変更部１４ｄにより要求噴射量を増減するように噴射指令信号ＴＱを制御ＩＣ１５に出力すると共に、これらの噴射について制御ＩＣ１５にて演算される分散値に基づいて閉弁時刻ｔ２を学習する。これにより、信頼性良く閉弁時刻ｔ２を学習できる。

マイコン１４は、この検出された閉弁時刻ｔ２をメモリ１４ｂに記憶させることで極大噴射量及び極小噴射量の範囲内の要求噴射量と閉弁時刻ｔ２の検出結果との関係性を学習できる。標準品による閉弁時刻ｔ２は予め定められているため、マイコン１４は、標準値と検出された閉弁時刻ｔ２とを比較することにより、そのずれを学習できる。マイコン１４が、この学習値を用いて要求噴射量を補正することで排気規制を満足する噴射精度を実現できる。

またマイコン１４は、噴射量変更部１４ｄの機能により、車両の運転状態を判断する判断部１４ｅの判断結果に基づいて、要求噴射量を変更しても車両の走行及び排気に影響がないと判断される予め規定される範囲で要求噴射量を増減することが望ましい。判断部１４ｅが判断する車両の運転状態とは、センサ１８のセンサ信号Ｓに基づいて判断される各種の車両の運転状態であり、例えば吸気量センサ１８ａにより検出される吸気量や、Ａ／Ｆセンサ１８ｂにより検出されるＡ／Ｆ値、さらにはハイブリッド車等の所定の車両である場合の運転モード、すなわち内燃機関を用いて走行する内燃機関走行モード、又は電動機にて走行する電動走行モードなどを示す。

この場合、例えば吸気量センサ１８ａにより検出される吸気量が所定より多いことを条件として、閉弁時刻ｔ２を学習することが望ましい。吸気量が所定より多ければ、走行状態に影響が及ぼされる虞が少ないためである。車両が内燃機関を用いて走行する内燃機関走行モード、及び、電動機にて走行する電動走行モードを備えたハイブリッド車等の所定の車両である場合には、電動走行モードにおいて閉弁時刻ｔ２を学習することが望ましい。電動走行モードでは、電子制御装置１の走行制御に影響が及ぼされないためである。

また、メイン噴射の前又は後に他の噴射を連続して実行する多段噴射に適用する場合には、多段噴射のうちで、車両の走行及び排気に影響がないと判断される１又は複数噴射の要求噴射量を増減させて閉弁時刻ｔ２を学習することが望ましい。噴射制御機能が走行制御又は排気に影響がないと判断されれば、どのようなタイミングで学習機能を作動させても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、マイコン１４は、噴射量変更部１４ｄにより増減される要求噴射量に基づいて燃料の噴射制御を繰り返すことで、分散値に基づいて求められる閉弁時刻ｔ２を学習部１４ｇにより学習している。これにより、閉弁時刻ｔ２を信頼性良く学習できる。特にマイコン１４は、噴射量算出部１４ｆにより閉弁時刻ｔ２を検出可能な要求噴射量の極大噴射量及び極小噴射量を算出し、これらの極大噴射量及び極小噴射量の範囲で閉弁時刻ｔ２を学習すると良い。

（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。

噴射量変更部１４ｄ、判断部１４ｅ、噴射量算出部１４ｆ、学習部１４ｇ、及び演算部１４ｈとしての機能をマイコン１４に設け、取得部１５ｆ、及びばらつき算出部１５ｈとしての機能を制御ＩＣ１５に設けた実施形態を説明したが、これらの機能をマイコン１４、制御ＩＣ１５の何れに設けても良い。

マイコン１４と制御ＩＣ１５が別体の集積回路により構成されている形態を適用して説明したが、一体に構成しても良い。一体に構成する場合には、高速処理装置を用いて構成すると良い。

前述した実施形態では、内燃機関の燃焼室の中に直接噴射する筒内噴射に適用したが、これに限定されることはなく、周知の吸気バルブの手前で燃料を噴射するポート噴射に適用しても良い。本形態は、内燃機関の燃焼室の中に直接噴射する筒内噴射に限定されることはない。前述の説明では、説明を理解しやすくするため、燃料噴射弁２のボディ３を一部材により構成した形態により説明したが、これに限られるものではない。

前述実施形態では、閉弁時刻ｔ２を検出するため、ソレノイドコイル４の下流側の端子電圧を取得する形態を示したが、取得する電圧ノードはソレノイドコイル４の下流側に限られない。また、駆動回路１６の回路構成は、前述した構成に限られるものではない。
ばらつき度合いとして分散値を用いて算出した形態を示したが、これに限定されるものではない。ばらつき度合いは、期待値の二乗を求めるように変更しても良く、サンプルデータから平均値を減算した値の絶対値を取得し、これらの値を全て加算した後に二乗することでばらつき度合いを算出しても良い。これにより、乗算回数を減らすことができ演算処理負荷を低減できる。

本開示に記載のマイコン１４、制御ＩＣ１５による手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。或いは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によりプロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。若しくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路により構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されても良い。又、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていても良い。

また、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において、考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。

本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、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、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、本発明の範畴や思想範囲に入るものである。

図面中、１は電子制御装置（噴射制御装置）、２は燃料噴射弁、１４ｄは噴射量変更部、１４ｅは判断部、１４ｆは噴射量算出部、１４ｇは学習部、１４ｈは演算部を示す。

Claims (6)

1. 燃料噴射弁を駆動することで内燃機関に燃料を噴射制御して車両を走行させる噴射制御装置であって、
   要求噴射量に基づき前記燃料噴射弁を駆動したときに生じる電圧の時間変化のばらつき度合に基づいて前記燃料噴射弁から前記燃料の噴射を停止させる閉弁時刻を求める演算部（１４ｈ）と、
   前記要求噴射量を増減させる噴射量変更部（１４ｄ）と、
   前記噴射量変更部により増減される前記要求噴射量に基づいて前記燃料の噴射制御を繰り返すことで前記演算部にて求められる前記閉弁時刻を学習する学習部（１４ｇ）と、
   を備える噴射制御装置。
2. 前記閉弁時刻を検出可能な前記要求噴射量の極大噴射量及び極小噴射量を算出する噴射量算出部（１４ｆ）をさらに備え、
   前記噴射量変更部が前記極大噴射量及び前記極小噴射量の範囲内で前記要求噴射量を増減させることで前記学習部が前記閉弁時刻を学習する請求項１記載の噴射制御装置。
3. 前記車両の運転状態を判断する判断部（１４ｅ）を備え、
   前記噴射量変更部は、前記判断部の判断結果に基づいて前記要求噴射量を変更しても前記車両の走行及び排気に影響がないと判断される予め規定される範囲で前記要求噴射量を増減する請求項１又は２記載の噴射制御装置。
4. 前記内燃機関に吸入される空気の吸気量が所定より多いことを条件として、前記噴射量変更部が前記要求噴射量を増減して前記学習部が前記閉弁時刻を学習する請求項１から３の何れか一項に記載の噴射制御装置。
5. 前記車両は、前記内燃機関を用いて走行する内燃機関走行モード、及び、電動機にて走行する電動走行モードを備えた所定の車両であり、
   前記電動走行モードであることを条件として、前記噴射量変更部が前記要求噴射量を増減して前記学習部は前記閉弁時刻を学習する請求項１から４の何れか一項に記載の噴射制御装置。
6. 多段噴射のうち一部の噴射について前記噴射量変更部が噴射量を増減する請求項１から５の何れか一項に記載の噴射制御装置。
   

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