JP6490137B2 - インジェクタの制御装置 - Google Patents
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Description
目標噴射量算出部23は、内燃機関の状態、及び図示しないアクセル開度の信号等から、対象とするインジェクタ(以下、単にインジェクタと称する。)1に対する目標噴射量を算出する。
目標駆動開始時刻算出部24は、内燃機関の状態、及び図示しないアクセル開度の信号等から、インジェクタ1に対する目標駆動開始時刻を算出する。
駆動時間算出部25は、上記の目標噴射量から、予め設定されているインジェクタ1の特性に従い、補正前の駆動時間を算出する。そして、この駆動時間に、後述する補正量算出部28からの補正係数を乗じて補正することにより、補正後の駆動時間を算出する。
駆動情報保持部27は、上記の目標駆動開始時刻に上記の補正後の駆動時間を加えた駆動終了時刻を算出し、インジェクタ1の次回の駆動時間が算出されるまで、駆動終了時刻を一時的に保持する。
ステップS901では、目標駆動開始時刻算出部24で算出された目標駆動開始時刻から、駆動情報保持部27に保存されている前回の駆動終了時刻を減算し、噴射間隔ΔTを算出する。
ステップS902では、噴射間隔ΔTに基づき、予め設定されている図示のインジェクタ1の特性に従い、パルス幅補正係数αを算出する。
ステップS903では、目標噴射量算出部23で算出された目標噴射量から、予め設定されている図示のインジェクタの特性に従い、目標駆動時間を算出する。
ステップS904では、算出した目標駆動時間にパルス幅補正係数αを乗じて、補正後目標駆動時間を算出する。
ステップS905では、ステップS901の目標駆動開始時刻に、ステップS904の補正後目標駆動時間を加えて、駆動終了時刻を算出し、保持する。
図4(A)〜(C)の点線の波形は、全く同じ波形で、比較のための基準波形を示しており、実線の波形は、点線を測定した条件と、1回目の駆動時間及び噴射間隔が異なる条件で測定した波形である。これを、2回目噴射の駆動信号が重なるように時間を平行移動させて、2つの測定波形を重ね合わせている。なお、2回目の噴射の駆動時間は、実線波形及び点線波形において同じである。
一方で、制御装置の演算能力はこのような計算を行うほど高くはないため、実現が不可能であるか、或いは、より高性能なマイクロコンピュータが必要となり、コストアップを招くことになる。
また、非特許文献1に記載されているように、弁体3に働く力は、燃圧と噴射先の圧力差に影響を受ける。一方で、非特許文献1は、その計算を、逐次計算による近似で行うため、計算負荷が大きく、且つ逆向きの計算が困難であるという課題があった。
以下、この発明の種々の実施の形態について上記添付図面を参照して詳細に説明する。なお、インジェクタは、図1に示した従来技術と同じものを用いる。
また、本実施の形態1によるインジェクタの制御装置は、図2に示したブロック図と同じ構成及び配置を有するが、動作内容は、図5に示すフローチャートにおいて異なっている。
なお、「内部変数」とは、ここで補正量をマイクロコンピュータで演算するための、簡易化した指標に過ぎず、便宜的なものである。
まず、補正量算出部28について、図5のステップS201〜S204により説明する。
ステップS201では、図3のステップS901と同様に、目標駆動開始時刻算出部24にて算出された目標駆動開始時刻から、駆動情報保持部27に保存されている前回の駆動終了時刻を減算することにより噴射間隔を算出する。
内部変数=min(勾配G×駆動時間+内部変数、1) ・・・式(1)
この内部変数は、上記のように弁体3の弾性エネルギーなどに相当する。なお、本実施の形態では、内部変数を0〜1の値としているが、1以外でも問題ない。
一般に、燃圧が異なると、通電開始から弁体3が動き始めるまでの遅れ時間などが変化するため、例えば、図6に示す特性グラフのように、勾配Gを燃圧に依存する値とすることが望ましい。
内部変数=内部変数×(EXP(−1×噴射間隔/K))^2 ・・・式(2)
ただし、EXP(t)は底がeである指数関数とする。また、上式の2乗は、EXP内に含めて次式のようにしてもよい。
内部変数=内部変数×EXP(−1×噴射間隔/K’) ・・・式(2’)
但し、K’=K/2である。
すなわち、時定数Kの設定次第で、上記の式(2)と(2’)は等価である。以下は、式(2)を用いて説明する。
分割噴射の1回目の噴射の場合など、前回の駆動終了時刻からの時間が十分に経過している場合、補正時間は非常に小さな値になる。このような場合、上記の式(3)の補正時間を0としてもよい。
ステップS205では、目標噴射量算出部23で算出された目標噴射量から、予め設定されている図示のインジェクタ1の特性に従い、目標駆動時間を算出する。
ステップS206では、算出した目標駆動時間から式(3)の補正時間を減じ、最小駆動時間以上であるか否かをチェックする。最小駆動時間以上であれば、ステップS207へ進み、未満であればステップS208へ進む。
ステップS207では、目標駆動時間から補正時間を減じ、補正後の目標駆動時間とする。
噴射間隔=−K×ln(SQRT((目標駆動時間−最小駆動時間)×G/前回駆動 終了時の内部変数) ・・・式(4)
なお、前回の噴射が終了していても、上記の式(4)の演算を行えば今回の噴射が成立する。
ステップS209では、補正後の目標駆動時間を最小駆動時間とする。
ステップS210では、前回の駆動終了時刻に、噴射間隔と補正後目標駆動時間とを加えて、駆動終了時刻を算出し、保持する。また、補正後目標駆動時間も保持する。その後、処理を終了する。
従って、時間差t2−t1は測定でき、この逆数を勾配Gとする。これにより、内部変数は、図8(C)に示すように、t1で0、t2で1となる直線上を変化する。
1回目の駆動時間はt3−t1であり、上記のとおり、1回目と2回目の目標噴射量が同じなので、2回目の補正前の目標駆動時間P2(t7−t4)は、1回目と同じ駆動時間で、t3−t1に等しい。
X=(EXP(−1×(t4−t3)/K))^2 ・・・式(5)
補正時間P3=X/G ・・・式(6)
そして、補正前の目標駆動時間P2(図8(A)参照。)から、上記の補正時間P3を減じた時間(P2−P3)で、2回目の噴射を行う。すなわち、
補正後の駆動時間(t6−t4)=(t7−t4)−補正時間P3 ・・・式(7)
となるような時刻t6は、t7−補正時間P3で算出される。
図8と同様に、時刻t1から勾配Gで内部変数Xは上昇するが(図9(C)参照。)、1に到達する前に時刻t3となり、ここから噴射間隔P1の間、1次遅れの2乗で減衰する。
3分割噴射の場合、上記の2回目の噴射に対する計算を、3回目の噴射に対しても同様に行うことで補正できる。
G/A×((t4−t3)+(t7−t4)−(t6−t3))
=(EXP(−(t4−t3)/K))^2 ・・・式(8)
このため、駆動開始時刻を補正する上記の式(8)を説明するフローチャートやタイミングチャートは示さなくても、図5のように駆動終了時刻を補正することで、簡易に計算することができる。
本実施の形態2は、上記の実施の形態1と比較して、目標噴射量に対する駆動時間の算出方法、及び補正後の駆動時間が最小駆動時間より小さくなった場合の処理が異なっている。補正時間の算出方法自体は、実施の形態1と同じである。
駆動時間=目標開弁時間+開弁遅れ時間−学習後閉弁遅れ時間−補正時間
・・・式(9)
駆動時間=目標開弁時間+開弁遅れ時間−学習後閉弁遅れ時間 ・・・式(10)
という等価性に加えて、実施の形態1で説明したように、先行する噴射の影響を補正する補正時間を減じることになり、式(9)が導出される。
閉弁時刻検出部35で算出した閉弁時刻と、
前記目標駆動開始時刻算出部24で算出した目標駆動開始時刻と、
前記駆動時間算出部25で算出した駆動時間と、
から、次式に従って実閉弁遅れ時間を算出する。
実閉弁遅れ時間=閉弁時刻−(目標駆動開始時刻+駆動時間) ・・・式(11)
すなわち、閉弁時刻から駆動終了時刻を減じたものである。これは、図11の閉弁遅れ時間の実際の値となる。
ステップS701からステップS704までは、図5に示した実施の形態1のフローチャートと同じである。
ステップS706では、算出した目標開弁時間から、予め設定されている図示のインジェクタ1の特性に従い、開弁遅れ期間を算出する。
ステップS707では、目標開弁時間と燃圧から、図示の学習後のマップに従い、学習後閉弁遅れ期間を算出する。
ステップS709では、目標駆動時間から補正時間を減じ、最小駆動時間以上であるかを確認する。最小駆動時間以上であれば、ステップS710へ進み、未満であればステップS712へ進む。最小駆動時間は、図5ついて説明したものと同じである。
ステップS711も、実施の形態1と同様、前回の駆動終了時刻に噴射間隔と補正後目標駆動時間を加えて、駆動終了時刻を算出し、保持する。また、補正後目標駆動時間も保持する。その後、処理を終了する。
ステップS713では、前回の噴射量の補正計算から再計算を開始する。この処理を繰り返して調整する。このようにすれば、必ず2回目の噴射を実現することができる。
2 弁座、
3 弁体、
11 制御装置、
21 マイクロコンピュータ、
22 駆動ドライバ
Claims (7)
- 内燃機関の燃料通路に設けられたインジェクタを駆動する駆動ドライバと、
前記駆動ドライバに与える駆動信号を演算するマイクロコンピュータと、を備え
前記マイクロコンピュータは、
前記インジェクタの駆動開始時刻、駆動終了時刻、駆動時間を、車両の状態に応じて算出し、前記駆動開始時刻と前記駆動終了時刻とに基づいて前記駆動信号を生成することで、前記インジェクタを前記駆動時間のあいだ駆動する、インジェクタの制御装置であって、
前回の駆動における前記駆動終了時刻と、今回の駆動における前記駆動開始時刻とから噴射間隔が演算され、
今回の駆動における前記駆動開始時刻において、車両の状態に応じて算出された前記駆動時間から補正時間を減じることで、今回の駆動時間が演算され、
今回の駆動における前記補正時間は、前回の駆動における前記駆動時間に比例係数を乗じた値が上限値で制限され、その値に(EXP(−1×前記噴射間隔/時定数))^2/前記比例係数を乗じて演算されることを特徴とする、インジェクタの制御装置。 - 内燃機関の燃料通路に設けられたインジェクタを駆動する駆動ドライバと、
前記駆動ドライバに与える駆動信号を演算するマイクロコンピュータと、を備え
前記マイクロコンピュータは、
前記インジェクタの駆動開始時刻、駆動終了時刻、駆動時間を、車両の状態に応じて算出し、前記駆動開始時刻と前記駆動終了時刻とに基づいて前記駆動信号を生成することで、前記インジェクタを前記駆動時間のあいだ駆動する、インジェクタの制御装置であって、
前回の駆動における前記駆動終了時刻と、今回の駆動における前記駆動開始時刻とから噴射間隔が演算され、
今回の駆動における前記駆動開始時刻において、
今回の駆動が前記マイクロコンピュータにおける初回の演算の場合は、車両の状態に応じて算出された前記駆動時間が、そのまま今回の駆動時間とされ、
今回の駆動が前記マイクロコンピュータにおける2回目以降の演算の場合は、車両の状態に応じて算出された前記駆動時間から補正時間を減じることで、今回の駆動時間が演算され、
今回の駆動における前記補正時間は、前回の駆動における前記駆動時間に比例係数を乗じた値が上限値で制限され、その値に(EXP(−1×前記噴射間隔/時定数))^2/前記比例係数を乗じて演算されることを特徴とする、インジェクタの制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、
前記比例係数、及び前記時定数が、燃圧に依存する値である特性マップを予め記憶している
請求項1又は2に記載のインジェクタの制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、
補正前の前記駆動時間から前記補正時間を減じるとき、今回の駆動の終了を前記補正時間だけ早めることで、今回の駆動時間を実現する
請求項1から3のいずれか一項に記載のインジェクタの制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、
補正前の前記駆動時間から前記補正時間を減じた時間が、前記インジェクタが噴霧可能な最小の駆動時間より大きな時間となるように、前記噴射間隔を増加させる
請求項1から4のいずれか一項に記載のインジェクタの制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、
補正前の前記駆動時間から前記補正時間を減じた時間が、前記インジェクタが噴霧可能な最小の駆動時間より小さいとき、前記インジェクタが噴霧可能な最小の駆動時間より大きな時間となるように、合計の噴射量を保ったまま、直前の噴射の駆動時間を減じ、今回の噴射の補正前の前記駆動時間を増加させる
請求項1から5のいずれか一項に記載のインジェクタの制御装置。 - 補正前の前記駆動時間は、目標開弁時間と、開弁遅れ時間との和から、学習後閉弁遅れ時間を減じることで算出され、
前記目標開弁時間は、車両の状態に応じて算出された目標噴射量と、前記インジェクタの特性から算出され、
前記開弁遅れ時間は、前記目標開弁時間と、前記インジェクタの特性とから算出され、
前記学習後閉弁遅れ時間は、今回の噴射における前記目標開弁時間と、燃圧とにより学習マップから算出される
請求項1から6のいずれか一項に記載のインジェクタの制御装置。
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