JP6903388B2

JP6903388B2 - インジェクタの制御装置

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Publication number: JP6903388B2
Application number: JP2019207810A
Authority: JP
Inventors: 圭一有田; 徹田仲; 牧野　倫和; 倫和牧野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2039-11-18
Also published as: JP2021080863A

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射に用いるインンジェクタの制御装置に関し、特に、燃料噴射弁から燃料を筒内に直接噴射するインジェクタの制御装置に関する。

一般に、インジェクタの燃料噴射弁が閉弁するタイミングにおいて、弁体の速度が急激に変化することで、インジェクタの端子間電圧に変化が生じることが知られている。

従来より、筒内噴射型内燃機関における燃料噴射量のばらつきを低減するために、前記端子間電圧の変動を用いて閉弁タイミングを検出する技術が知られている。例えば、特許文献１においては、インジェクタの端子間電圧に対して３階微分を行うことで２階微分値の極値のタイミングを求め、そのときの極大値と極小値の偏差から閉弁タイミングを検出する技術が提案されている。また、特許文献２においては、インジェクタの端子間電圧に対してカットオフ周波数の異なる複数のフィルタでなまし処理を行い、それらの差分の変曲点から閉弁タイミングを検出する技術が提案されている。

特許第６１５７６８１号公報特許第６１５６３０７号公報

特許文献１に開示の技術では、微分値算出に用いるデータに隣接するサンプリング時間の計測値を用いているため、ノイズが重畳した場合は計測値の変化の影響を強く受けるという課題がある。その対策として、計測値にフィルタをかけることが記載されているが、使用するデータの間隔を広くしてフィルタ効果を大きくすると、検出しようとしている計測値の変化までフィルタリングしてしまうため、検出精度とノイズの影響除去を両立させることが困難である。

また、特許文献２に開示の技術では、閉弁タイミングは検出手段のパラメータ設定の影響を強く受けるという課題がある。具体的にはなまし処理に用いるカットオフ周波数を変更すると、なまし後の値の差分が変化し、閉弁タイミングが変化する。

このようにカットオフ周波数を変更すると検出される閉弁タイミングも変わってしまうので、正確に閉弁タイミングを検出するためには、適切なカットオフ周波数の選択が必須となるが、特許文献２には選択方法に関する記載がない。また、インジェクタ駆動条件および温度が変わるとインジェクタ特性の変化に伴って差分値が変化し、同一の閾値ではタイミングに誤差が生じるため、駆動条件および温度といったパラメータごとに閾値を設定する必要があるが、閾値の設定方法に関する記載がなく、実現は困難である。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、インジェクタを構成するソレノイドの端子間電圧に重畳するノイズに起因する誤差および閉弁タイミングの検出のためのパラメータ設定の影響を受けることなく、燃料噴射弁の閉弁タイミングを正確に検出することができるインジェクタの制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るインジェクタの制御装置は、内燃機関の燃料噴射に用いるインジェクタを制御するインジェクタの制御装置であって、前記インジェクタの駆動を制御する駆動制御部を備え、前記駆動制御部は、前記インジェクタを構成するソレノイドの端子の電圧を一定の期間取得する電圧取得部と、前記電圧取得部で取得した前記一定の期間内の第１および第２の時間での前記電圧に対して、それぞれ第１および第２の近似直線を算出し、前記第１の近似直線と前記第２の近似直線とが交わる第１の交点を算出する近似直線算出部と、前記第１および第２の時間を時間間隔を保って前記期間内で複数回シフトさせて得られた複数の前記第１の交点から交点軌跡を算出する交点軌跡算出部と、前記時間間隔を複数回変えて算出された複数の前記交点軌跡が交わる第２の交点を算出して前記インジェクタの閉弁タイミングを決定する閉弁タイミング算出部と、を有し、前記第１および第２の時間は、前記一定の期間内の所定のタイミングに対して負方向および正方向に同じ間隔だけ離れた時間で規定され、前記第１および第２の時間の前記一定の期間内でのシフトは、前記所定のタイミングを前記期間内で移動させるごとに前記第１および第２の時間を設定することで実行され、前記交点軌跡は、前記所定のタイミングに対する前記第１の交点の時間座標の変化として規定される。

上記インジェクタの制御装置によれば、インジェクタの端子間電圧に重畳するノイズに起因する誤差および閉弁タイミングの検出にフィルタ等を用いないので、フィルタ周波数および判定閾値などのパラメータ設定の影響を受けることなく、燃料噴射弁の閉弁タイミングを正確に検出することが可能になる。

本発明に係る実施の形態１のインジェクタの制御装置の構成を示す機能ブロック図である。本発明に係る実施の形態１のインジェクタの制御装置の駆動制御部で実行される閉弁タイミングの検出処理を説明するフローチャートである。インジェクタが燃料を噴射した際のインジェクタ端子の端子間電圧の時間変化を示す図である。２本の近似直線の間隔を設定する処理を説明する図である。近似直線を算出する処理を説明する図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。近似直線の交点の変化を示す図である。交点軌跡を示す図である。交点軌跡を示す図である。本発明に係る実施の形態１のインジェクタの制御装置を実現するハードウェア構成を示す図である。本発明に係る実施の形態１のインジェクタの制御装置を実現するハードウェア構成を示す図である。カットオフ周波数の異なる複数のフィルタでなまし処理を行う場合の問題点を説明する図である。

＜初めに＞
実施の形態の説明に先立って、カットオフ周波数の異なる複数のフィルタでなまし処理を行う場合の問題点について、図１９を用いてさらに説明する。

図１９は、第１のカットオフ周波数ｆ１を固定して、第２のカットオフ周波数ｆ２を変更した場合に検出される閉弁タイミングの変化を示す図であり、横軸に時間（ｔ）を示し、縦軸になまし後の値の差分値（Ｖ）を示している。

図１９に示されるように、第２のカットオフ周波数ｆ２を１０％変化（ｆ２×１１０％）させると、閾値ｔｈが同一の場合、インジェクタ駆動信号がＯＦＦされてからインジェクタが閉弁するタイミングまでの時間ｔｄが約６％変化する。カットオフ周波数の異なる複数のフィルタでなまし処理を行う場合には正確に閉弁タイミングを検出することが難しい。

＜実施の形態１＞
以下、本発明に係る実施の形態１について図１〜図１６を用いて説明する。図１は、実施の形態１におけるインジェクタの制御装置１の構成を示す機能ブロック図である。

本実施の形態１のインジェクタの制御装置１は、内燃機関の制御装置の一部を構成しており、図１に示されるように駆動制御部２と駆動ドライバ８を備え、駆動制御部２によってインジェクタ３の燃料噴射弁の開閉を行う駆動ドライバ８を制御する。

駆動制御部２は、インジェクタ３を構成するソレノイドの端子（インジェクタ端子）間電圧またはソレノイドの正極端子と接地電位（ＧＮＤ）間の電圧を、駆動制御部２に内蔵されたアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示せず）を用いて一定の期間取得する電圧取得部４と、電圧取得部４で取得した各電圧に対応した２本の近似直線を算出する近似直線算出部５と、２本の近似直線が交わる交点（第１の交点）の軌跡を算出する交点軌跡算出部６と、交点軌跡算出部６で算出した複数の交点軌跡が交わる交点（第２の交点）に基づいて閉弁タイミングを算出する閉弁タイミング算出部７と、を有している。なお、駆動ドライバ８は、インジェクタの制御装置１に具備されるのではなく、インジェクタの制御装置１とは別体で設けられても良い。

図２は、駆動制御部２で実行される閉弁タイミングの検出処理を説明するフローチャートである。図２に示されるように、処理を開始すると、まず、ステップＳ１０１において、インジェクタ３が燃料を噴射した際のインジェクタ端子の端子間電圧またはソレノイドの正極端子とＧＮＤ間の電圧を電圧取得部４が取得する。

次に、近似直線算出部５において、電圧取得部４で取得したインジェクタ３の電圧特性に基づいて、２本の近似直線の間隔を設定する（ステップＳ１０２）。

この処理について、図３および図４を用いて説明する。図３は、インジェクタ３が燃料を噴射した際のインジェクタ端子の端子間電圧の時間変化を示す図であり、横軸に時間（ｔ）を示し、縦軸にインジェクタ端子間電圧を（Ｖ）を示している。

図３においては、インジェクタ３にバッテリ電圧ＢＶが供給されて駆動（ＯＮ）している期間にインジェクタ弁が開いて（開弁して）燃料を噴射し、バッテリ電圧ＢＶの供給を止めて駆動を停止（ＯＦＦ）することでインジェクタ弁が閉じて（閉弁して）燃料の噴射が止まる動作を示している。インジェクタ３が駆動を停止したことによってソレノイドの逆起電力（サージ）が発生して急激に電圧が０Ｖ（ボルト）よりも低下する。インジェクタ３には、電圧低下を制限するために図示されないクランプ回路が接続されており、逆起電力による電圧低下はクランプ回路でクランプされてクランプ電圧ＣＶで一定となる。発生した逆起電力はクランプ回路の抵抗成分を通って徐々に減少するため、電圧が徐々に０Ｖに近づく。

この現象において、破線で囲まれた領域Ａでは、なだらかな階段状の隆起を含む特性を示している。これは、インジェクタ３のソレノイドの力でインジェクタ弁を駆動している可動子が、インジェクタ弁が閉弁するタイミングでソレノイドから離隔してインジェクタ弁の加速度が変化することで磁界が変わり、インジェクタ端子の端子間電圧が影響を受けたことにより現れる特性である。従って、この期間内のインジェクタ端子間電圧またはソレノイドの正極端子とＧＮＤ間の電圧を電圧取得部４で取得することで、効率的にインジェクタ弁の閉弁のタイミングを検出することができる。

図４には、領域Ａでのインジェクタ端子間電圧の時間変化曲線Ｔ１を上段に示し、下段には時間変化曲線Ｔ１を微分した微分曲線Ｔ２を示している。図４において、上段の時間変化曲線Ｔ１の変曲点が閉弁タイミングであり、この閉弁タイミングを特定するために、まず、ステップＳ１０２において、下段の微分曲線Ｔ２の極大値と極小値の時間間隔ｔｆを２本の近似直線の時間間隔（近似直線間隔）ｔｉの初期値に設定する。これにより、閉弁タイミングである変曲点が検出しやすくなる。

次に、近似直線算出部５において、時間変化曲線Ｔ１における閉弁タイミングより前の任意に定めたタイミングｔａに対して負方向にｔｉ／２（−ｔｉ／２）だけ離れた時間（第１の時間）および正方向にｔｉ／２（＋ｔｉ／２）だけ離れた時間（第２の時間）における近似直線をそれぞれ算出する（ステップＳ１０３）。なお、タイミングｔａは閉弁タイミングを検出する近似直線の算出点を規定するので、算出点規定タイミングと呼称することができる。

図５はステップＳ１０３の処理を模式的に示しており、時間変化曲線Ｔ１におけるタイミングｔａに対して−ｔｉ／２およびｔｉ／２だけ離れた時間である算出点におけるそれぞれの近似直線をｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）として示している。近似直線ｆ１（ｔ）および近似直線ｆ２（ｔ）は、それぞれの算出点に対してｔｉ／２よりも小さい範囲から、例えば１０点程度の電圧値を用いて最小二乗法で算出することができる。なお、以下では近似直線ｆ１（ｔ）を第１の近似直線、近似直線ｆ２（ｔ）を第２の近似直線と呼称する場合がある。

次に、交点軌跡算出部６において、ステップＳ１０３で算出された２本の近似直線の交点を算出する（ステップＳ１０４）。

次に、近似直線算出部５において、ステップＳ１０３で設定したタイミングｔａを時間変化曲線Ｔ１上の次のタイミングにシフトさせることで近似直線の算出点をシフトさせる（ステップＳ１０５）。

このように、タイミングｔａをシフトさせることで近似直線の算出点をシフトさせるので、２本の近似直線の時間間隔の設定が容易となる。

次に、シフト後のタイミングが、近似直線を算出可能な範囲外であるかを近似直線算出部５において判定する（ステップＳ１０６）。範囲外でない場合（Ｎｏの場合）、すなわち、近似直線を算出することができる場合は、近似直線を算出可能な範囲外となるまでステップＳ１０３以下の処理を繰り返す。近似直線を算出可能な範囲は、インジェクタの閉弁による電圧変動が含まれる範囲に設定され、例えばクランプ電圧が増加を開始するタイミングから電圧が０Ｖになるまでの間などである。なお、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理によって得られた２本の近似直線の交点の座標のデータは、例えば、駆動制御部２内に記憶部を設けて保存しても良いし、駆動制御部２外に記憶装置を設けて保存しても良い。

一方、近似直線を算出可能な範囲外となった場合（Ｙｅｓの場合）、すなわち近似直線を算出することができなくなった場合はステップＳ１０７の処理に移行する。

図６〜図１４は、近似直線を算出可能な範囲外となるまでステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返した場合の近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点の変化を示している。

タイミングｔａが閉弁タイミングよりも前に設定されている場合、ｔａ−ｔｉ／２とｔａ＋ｔｉ／２との間の曲線の形状は凸状となるため、図４に示されるように２本の近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点のｘ座標（時間座標）ｔｘは、ｔａ−ｔｉ／２とｔａ＋ｔｉ／２との間に存在する。

タイミングｔａを複数回シフトさせて、閉弁タイミングに近づけていくと、時間変化曲線Ｔ１の傾きが小さくなる方向に変化する。すると、ｔａ＋ｔｉ／２の近似直線の傾きが小さくなって、近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点のｘ座標ｔｘは、図６および図７に矢印で示されるように左方向に変化する。

タイミングｔａをさらにシフトさせていくと、２本の近似直線が、閉弁タイミング前の電圧が直線的に変化する領域内に入り、図８に示されるように近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点がなくなる。

その後、タイミングｔａのシフトをさらに繰り返し、ｔａ＋ｔｉ／２の点が閉弁タイミングを過ぎると時間変化曲線Ｔ１の傾きが大きくなる方向に変化する。すると、再び近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点のｘ座標ｔｘが、図９に示されるようにタイミングｔａの右側に発生する。

タイミングｔａをシフトさせて、閉弁タイミングから遠ざけていくと、時間変化曲線Ｔ１の傾きが小さくなる方向に変化する。すると、ｔａ＋ｔｉ／２の近似直線の傾きが小さくなって、近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点のｘ座標ｔｘは、図１０〜図１２に矢印で示されるように左方向に変化する。

タイミングｔａをさらにシフトさせていくと、２本の近似直線が、閉弁タイミング後の電圧が直線的に変化する領域内に入り、図１３に示されるように近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点がなくなる。

その後、タイミングｔａのシフトをさらに繰り返し、２本の近似直線が、ｔａ−ｔｉ／２とｔａ＋ｔｉ／２との間の曲線の形状が凸状の領域に入ると、図１４に示されるように２本の近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）の交点のｘ座標ｔｘは、ｔａ−ｔｉ／２とｔａ＋ｔｉ／２との間に発生し、以後、矢印で示されるように左方向に変化するようになる。

ここで図２のフローチャートの説明に戻る。近似直線を算出可能な範囲外となるまでステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返した後は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６を繰り返して得られた近似直線の交点の座標から交点軌跡算出部６が交点の軌跡を算出して交点軌跡として保存する（ステップＳ１０７）。保存は、駆動制御部２内に記憶部を設けて保存しても良いし、駆動制御部２外に記憶装置を設けて保存しても良い。

図１５に交点軌跡算出部６によって算出された交点軌跡Ｘ１を示している。図１５に示されるように、タイミングｔａに対する２本の近似直線の交点のｘ座標ｔｘの変化を交点軌跡として規定しており、閉弁前後のタイミングｔａにおいて２本の近似直線が交差しなくなるため、２本の近似直線の交点がなくなり、閉弁前後のタイミングｔａでは交点のｘ座標ｔｘがマイナス無限大と無限大方向に発散した軌跡となっている。この特徴より、閉弁タイミングは２つの発散軌跡に挟まれた区間に存在することになる。

図２のフローチャートの説明に戻り、交点軌跡算出部６は、ステップＳ１０７で保存した交点軌跡が複数あるかを判断する（ステップＳ１０８）。交点軌跡が複数保存されていない場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１０２に戻り、新たな近似直線間隔ｔｉを設定してステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理を実行する。なお、交点軌跡が複数保存されている場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１０９に移行する。なお、新たな近似直線間隔ｔｉは、初期値ｔｆより小さければ良いが、初期値ｔｆの１／２、１／３などに設定することが考えられる。

以降は交点軌跡が２つの場合について説明を行うが、インジェクタ電圧にノイズが重畳すると近似直線間隔ｔｉの値に応じて交点の軌跡にも誤差が発生し、誤検出する可能性があるので、ノイズが多い条件で検出する場合は、３つ以上の異なる近似直線間隔ｔｉの値を用いて、ノイズによる誤差が発生する位置をずらして取得した３つ以上の交点軌跡を使用することが望ましい。

図１６に、図１５の交点軌跡Ｘ１に近似直線間隔ｔｉを変更して得られた交点軌跡Ｘ２を追加した図を示す。図１６に示されるように、２つの交点軌跡Ｘ１およびＸ２は、上述した２つの発散軌跡に挟まれた区間の中で交差している。

図２のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ１０９では、閉弁タイミング算出部７において、保存された複数の交点軌跡に対して２つの発散軌跡に挟まれた区間内での複数の交点軌跡の交点を算出する。この交点は、複数の交点軌跡の差分の正負が反転するタイミングを交点とするなどの方法で算出することができる。

最後に、ステップＳ１０９で算出された交点のタイミングをインジェクタ３の閉弁タイミングとして決定し（ステップＳ１１０）、一連の処理を終了する。

このように２つの発散軌跡に挟まれた区間内での複数の交点軌跡の交点をインジェクタ３の閉弁タイミングとすることで、２つの発散軌跡に挟まれた区間外に交点軌跡の交点が存在した場合でもそれは無視できるので、インジェクタ３の閉弁タイミングの検出が容易となる。

また、２つの交点軌跡でインジェクタ３の閉弁タイミングを検出するので、検出に要する処理時間が短くて済むので、閉弁タイミングの検出を素早く行うことができる。

図２のフローチャートのステップＳ１０９での複数の交点軌跡の交点の算出方法について、以下にさらに説明する。

初めに算出する近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）において、それぞれの傾きをＡおよびＣとし、切片をＢおよびＤとすると、近似直線ｆ１（ｔ）およびｆ２（ｔ）は、それぞれ以下の数式（１）および（２）で表される。

ｆ１（ｔ）＝Ａｔ＋Ｂ・・・（１）
ｆ２（ｔ）＝Ｃｔ＋Ｄ・・・（２）
上記数式（１）および（２）より、近似直線ｆ１（ｔ）と近似直線ｆ２（ｔ）との交点のｘ座標ｔｘの軌跡は、（Ｄ−Ｂ）／（Ａ−Ｃ）となる。

ここで、傾きＡを求める際の計測点の座標を(ｘ１、ｙ１)、（ｘ２、ｙ２）、傾きＣを求める際の計測点の座標を（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）とすると、傾きＡおよび傾きＣは、それぞれ以下の数式（３）および（４）で表される。

Ａ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）・・・（３）
Ｃ＝（ｙ４−ｙ３）／（ｘ４−ｘ３）・・・（４）
上記数式（３）および（４）より、以下の数式（５）を得る。

Ａ−Ｃ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）−（ｙ４−ｙ３）／（ｘ４−ｘ３）・・・（５）
計測点間の距離は等しいとすると、ｘ２−ｘ１＝ｘ４−ｘ３となるので、数式（５）は以下の数式（６）を経て数式（７）のように変形することができる。

Ａ−Ｃ＝（（ｙ２−ｙ１）−（ｙ４−ｙ３））／（ｘ２−ｘ１）・・・（６）
＝（（ｙ２−ｙ４）−（ｙ１−ｙ３））／（ｘ２−ｘ１）・・・（７）
よって、Ａ−Ｃは距離の離れた計測点（ｘ２、ｙ２）と（ｘ４、ｙ４）、(ｘ１、ｙ１)と（ｘ３、ｙ３）で２階微分した値と同等となり、計測データの間隔を広くしてノイズの影響を低減した効果が得られる。

同様に、近似直線間隔ｔｉを変更した場合の２本の近似直線をそれぞれｆ３（ｔ）およびｆ４（ｔ）とすると、近似直線ｆ３（ｔ）およびｆ４（ｔ）は、それぞれ以下の数式（８）および（９）で表される。

ｆ３（ｔ）＝Ｅｔ＋Ｆ・・・（８）
ｆ４（ｔ）＝Ｇｔ＋Ｈ・・・（９）
上記数式（８）および（９）より、近似直線ｆ３（ｔ）と近似直線ｆ４（ｔ）との交点のｘ座標ｔｘの軌跡は、（Ｈ−Ｆ）／（Ｅ−Ｇ）となる。

従って、２つの交点軌跡の交点は、以下の数式（１０）で表される。

（Ｄ−Ｂ）／（Ａ−Ｃ）＝（Ｈ−Ｆ）／（Ｅ−Ｇ）・・・（１０）
数式（１０）を変形すると以下の数式（１１）となる。

（Ｈ−Ｆ）（Ａ−Ｃ）−（Ｄ−Ｂ）（Ｅ−Ｇ）＝０・・・（１１）
（Ａ−Ｃ）−（Ｅ−Ｇ）は２階微分値の差分であるため、数式（１１）は３階微分に相当する。

この結果より、２つの交点軌跡の交点は３階微分と同等の計算で算出されたこととなり、しかも近似直線間隔ｔｉの間隔を広く設定した場合と同じ効果、すなわちノイズに対する影響度を小さくすることができる。すなわち、２点の座標から傾きを求める際に、２点間のｘ座標が離れている方が、同じ大きさのノイズが乗った場合の影響が少なくなるからである。

従って、隣接した計測値を用いた微分処理に比べて、同等のノイズ成分が重畳したときの影響を小さく抑えることが可能となる。また、フィルタおよび閾値を用いていないため、検出を行う前に、検出時の駆動条件および温度に応じてパラメータを適合させる作業が不要となる。

以上説明したように、実施の形態１のインジェクタの制御装置１を用いることで、インジェクタ３のソレノイドの端子間電圧に重畳するノイズに起因する誤差および閉弁タイミングの検出手段であるフィルタのフィルタ周波数および判定閾値などのパラメータ設定の影響を強く受けることなく、燃料噴射弁の閉弁タイミングを正確に検出することが可能になる。

なお、以上説明したインジェクタの制御装置１の一部は、コンピュータを用いて構成することができ、コンピュータがプログラムを実行することで実現される。すなわち、インジェクタの制御装置１は、例えば図１７に示す処理回路１０１、電圧検出器１０２および駆動ドライバ８により実現される。処理回路１０１には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサが適用され、記憶装置に格納されるプログラムを実行することで各部の機能が実現される。

具体的には処理回路１０１は、図１に示した駆動制御部２の近似直線算出部５、交点軌跡算出部６および閉弁タイミング算出部７の機能を実現する。また、駆動制御部２の電圧取得部４は、電圧検出器１０２によって実現される。

なお、処理回路１０１には、専用のハードウェアが適用されても良い。処理回路１０１が専用のハードウェアである場合、処理回路１０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたもの等が該当する。

また、図１８には、処理回路１０１がプロセッサを用いて構成されている場合におけるハードウェア構成を示している。この場合、インジェクタの制御装置１の一部の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア）との組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。処理回路１０１として機能するプロセッサ２０１は、メモリ２０２（記憶装置）に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、このプログラムは、インジェクタの制御装置１の一部の構成要素、具体的には図１に示した駆動制御部２の近似直線算出部５、交点軌跡算出部６および閉弁タイミング算出部７の動作の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるといえる。

ここで、メモリ２０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）およびそのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であっても良い。

以上、インジェクタの制御装置１の一部の構成要素の機能が、ハードウェアおよびソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、インジェクタの制御装置１の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の構成要素をソフトウェア等で実現する構成であっても良い。例えば、一部の構成要素については専用のハードウェアとしての処理回路１０１でその機能を実現し、他の一部の構成要素についてはプロセッサ２０１としての処理回路１０１がメモリ２０２に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

以上のように、インジェクタの制御装置１の一部は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１インジェクタの制御装置、２駆動制御部、３インジェクタ、４電圧取得部、５近似直線算出部、６交点軌跡算出部、７閉弁タイミング算出部、８駆動ドライバ。

Claims

内燃機関の燃料噴射に用いるインジェクタを制御するインジェクタの制御装置であって、
前記インジェクタの駆動を制御する駆動制御部を備え、
前記駆動制御部は、
前記インジェクタを構成するソレノイドの端子の電圧を一定の期間取得する電圧取得部と、
前記電圧取得部で取得した前記一定の期間内の第１および第２の時間での前記電圧に対して、それぞれ第１および第２の近似直線を算出し、前記第１の近似直線と前記第２の近似直線とが交わる第１の交点を算出する近似直線算出部と、
前記第１および第２の時間を時間間隔を保って前記期間内で複数回シフトさせて得られた複数の前記第１の交点から交点軌跡を算出する交点軌跡算出部と、
前記時間間隔を複数回変えて算出された複数の前記交点軌跡が交わる第２の交点を算出して前記インジェクタの閉弁タイミングを決定する閉弁タイミング算出部と、を有し、
前記第１および第２の時間は、
前記一定の期間内の所定のタイミングに対して負方向および正方向に同じ間隔だけ離れた時間で規定され、
前記第１および第２の時間の前記一定の期間内でのシフトは、前記所定のタイミングを前記期間内で移動させるごとに前記第１および第２の時間を設定することで実行され、
前記交点軌跡は、
前記所定のタイミングに対する前記第１の交点の時間座標の変化として規定されるインジェクタの制御装置。
前記一定の期間は、
前記ソレノイドの前記端子への前記電圧の供給が停止した後、前記ソレノイドの逆起電力により０ボルトよりも低下した前記電圧が０ボルトに近づく際の時間変化曲線において、階段状の隆起を有する部分を含む期間であって、
前記第１の時間と前記第２の時間との前記時間間隔の初期値は、前記一定の期間内の前記時間変化曲線を微分した微分曲線の極大値と極小値の間の間隔に設定される、請求項１記載のインジェクタの制御装置。
前記複数の交点軌跡は、
前記第１の時間と前記第２の時間との前記時間間隔の前記初期値と、前記初期値よりも小さく設定された少なくとも１つの新たな時間間隔とを用いて算出される、請求項２記載のインジェクタの制御装置。
前記複数の交点軌跡は、
前記時間間隔の前記初期値と、前記初期値よりも小さく設定された２つの新たな時間間隔とを用いて算出される、請求項２記載のインジェクタの制御装置。
前記交点軌跡で算出された前記交点軌跡は、
前記第１の交点が存在せず軌跡が発散した時間座標を２つ以上含む、請求項１記載のインジェクタの制御装置。
前記閉弁タイミング算出部は、
前記軌跡が発散した前記時間座標に挟まれた区間の中で交差する前記交点軌跡の前記第２の交点を算出して前記インジェクタの前記閉弁タイミングとする、請求項５記載のインジェクタの制御装置。