JP6956270B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
これにより、燃料噴射弁200の電源として、弁体の開弁力確保を目的とした高電圧と、開弁した後に弁体が閉弁しないように開弁保持をさせるバッテリ電圧301との2系統の電源を供給することができる。
通電打ち切りの後、電流は速やかに0Aとなる。通電している間はコイルにより磁気力が生じ、燃料噴射弁200内に備わる可動子および弁体は、可動子および弁体に掛かる磁気力と閉弁方向の力の差を、開弁力として受ける。開弁力が開弁方向に正の値となった時点P401から可動子が移動始め、可動子が動作可能な長さである予備ストローク451だけ移動した後、T411において可動子が弁体に接触する。弁体は可動子との接触による衝撃力によりT411において開弁開始する。したがってT411を開弁開始タイミングと称することにする。
可動子は可動子基準位置まで動作を続けP403まで移動する。
開弁開始タイミング選択部11252は、要求噴射パルス幅または要求噴射量を取得する(S1601)。開弁開始タイミング選択部11252は、燃料噴射弁200の開弁開始タイミングを、対象開弁開始タイミング演算部1123から取得する(S1602)。開弁開始タイミング選択部11252は、S1601において取得した要求噴射量または要求パルス幅が所定値より小さいか否かを判定する(S1603)。要求値のほうが小さい場合は対象開弁開始タイミング演算部1123から取得した値を採用し(S1604)、そうでなければ固定開弁開始タイミング11251を採用する(S1605)。
本実施形態1に係る燃料噴射制御装置100は、内燃機関の燃料噴射弁(200)を制御する燃料噴射制御装置(100)であって、燃料噴射弁(200)が開弁し始める開弁開始タイミングを推定する開弁開始タイミング演算部(1123)、開弁開始タイミング演算部(1123)が開弁開始タイミングを推定する際に基準として用いる基準燃料噴射弁の特性を記述した基準データを格納する基準データ記憶部(114)、を備える。開弁開始タイミング演算部(1123)は、燃料噴射弁(200)の特性を表す特性パラメータを用いて基準データを参照することにより、開弁開始タイミングを推定する。これにより、基準燃料噴射弁の特性から燃料噴射弁200の開弁開始タイミングを推定することができる。
実施形態1においては、スイッチ141と142を駆動するための駆動パルス幅を制御することにより、開弁時間長を制御することを説明した。他方で、パルス信号演算部112は開弁時間長を制御するためにパルス幅を制御するのに対して、波形指令部113は駆動電流のピーク値等(図3における302a〜302cなど)を制御するので、これらは独立して動作する場合がある。そうすると、波形指令部113からの指令値によっては、パルス信号演算部112が算出したパルス立ち下げタイミングよりも速い時点において、噴射量が目標値に達する場合もある。本発明の実施形態2では、そのような場合における動作手順について説明する。
燃料噴射制御装置(100)はさらに、燃料噴射弁(200)に対して供給する駆動電流の電流波形を指定する波形指令部(113)を備える。波形指令部(113)は、開弁開始タイミング演算部(1123)が推定した開弁開始タイミングから、燃料噴射弁(200)の目標開弁時間長に達するまで、燃料噴射弁(200)を開弁させるように、駆動電流の電流波形を指定する。したがって、駆動パルス幅に加えてまたはこれに代えて駆動電流波形を制御することにより、燃料噴射弁(200)の噴射量を目標値に制御することができる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
110:マイコン
111:エンジン状態検知部
112:パルス信号演算部
113:波形指令部
120:駆動IC
130:高電圧生成部
141:Hiスイッチ
142:Loスイッチ
150:閉弁タイミング検知部
200:燃料噴射弁
Claims (13)
- 内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射弁が開弁し始める開弁開始タイミングを推定する開弁開始タイミング演算部、
前記開弁開始タイミング演算部が前記開弁開始タイミングを推定する際に基準として用いる基準燃料噴射弁の特性を記述した基準データを格納する基準データ記憶部、
を備え、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記燃料噴射弁の特性を表す特性パラメータを用いて前記基準データを参照することにより、前記開弁開始タイミングを推定し、
前記基準データは、前記基準燃料噴射弁の特性を表す基準特性パラメータと、前記基準燃料噴射弁が開弁し始める基準開弁開始タイミングとの間の関係を記述しており、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記燃料噴射弁の特性を表す特性パラメータに対応する前記基準開弁開始タイミングを前記基準データから取得することにより、前記開弁開始タイミングを推定し、
前記基準データは、複数の前記基準特性パラメータそれぞれについて、前記基準特性パラメータと前記基準開弁開始タイミングとの間の関係を記述しており、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記特性パラメータに対応する前記基準特性パラメータを特定するとともに、その特定した前記基準特性パラメータに対応する前記基準開弁開始タイミングと前記開弁開始タイミングとの間の差分を前記基準データから取得し、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記差分に対して前記基準特性パラメータごとに定められた重みを乗じた上で、前記基準開弁開始タイミングに対して合算することにより、前記開弁開始タイミングを推定する
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射弁が開弁し始める開弁開始タイミングを推定する開弁開始タイミング演算部、
前記開弁開始タイミング演算部が前記開弁開始タイミングを推定する際に基準として用いる基準燃料噴射弁の特性を記述した基準データを格納する基準データ記憶部、
を備え、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記燃料噴射弁の特性を表す特性パラメータを用いて前記基準データを参照することにより、前記開弁開始タイミングを推定し、
前記基準データは、前記基準燃料噴射弁の機械的特性を記述しており、
前記基準燃料噴射弁の機械的特性は、
前記基準燃料噴射弁が備える可動子が移動し始めてから前記基準燃料噴射弁が弁体に接触するまでの間に前記可動子が移動するストローク量、
前記可動子の質量、
前記可動子が摺動する部分において前記可動子と前記基準燃料噴射弁との間に設けられた間隙、
前記基準燃料噴射弁を閉弁させる方向に前記可動子を移動させるばねのばね荷重、
のうち少なくともいずれかである
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射弁が開弁し始める開弁開始タイミングを推定する開弁開始タイミング演算部、
前記開弁開始タイミング演算部が前記開弁開始タイミングを推定する際に基準として用いる基準燃料噴射弁の特性を記述した基準データを格納する基準データ記憶部、
を備え、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記燃料噴射弁の特性を表す特性パラメータを用いて前記基準データを参照することにより、前記開弁開始タイミングを推定し、
前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁が開弁した実開弁時間長を求める実開弁時間長演算部を備え、
前記実開弁時間長演算部は、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射量に対する第1要求値、または前記燃料噴射弁に対して駆動電流を供給するスイッチング素子を制御する駆動信号のパルス幅に対する第2要求値、のうちいずれか1以上にしたがって、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングを用いて前記実開弁時間長を求めるか否かを切り替え、
前記実開弁時間長演算部は、前記第1要求値または前記第2要求値が所定閾値以上である場合は、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングに代えてあらかじめ規定された規定タイミングを前記燃料噴射弁の開弁開始タイミングとして用い、
前記実開弁時間長演算部は、前記第1要求値または前記第2要求値が前記所定閾値未満である場合は、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングを前記燃料噴射弁の開弁開始タイミングとして用い、
前記所定閾値は、前記燃料噴射弁を完全に開弁させる値以下にセットされている
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記基準データを用いて前記基準開弁開始タイミングを求める基準開弁開始タイミング演算部を備え、
前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁の特性を用いて前記基準開弁開始タイミングと前記開弁開始タイミングとの間の差分を求める個体差演算部を備え、
前記開弁開始タイミング演算部は、前記個体差演算部が求めた差分にしたがって、前記燃料噴射弁が開弁し始めるタイミングを推定する
ことを特徴とする請求項1記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁を開弁させる開弁時間長を規定する開弁時間長演算部を備え、
前記開弁時間長演算部は、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングから、前記燃料噴射弁の目標開弁時間長に達するまで、前記燃料噴射弁を開弁させるように、前記開弁時間長を規定する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁に対して供給する駆動電流をON/OFFするスイッチング素子を備え、
前記燃料噴射制御装置はさらに、前記スイッチング素子をONさせる信号のパルス幅を算出するパルス幅演算部を備え、
前記パルス幅演算部は、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングから、前記燃料噴射弁の目標開弁時間長に達するまで、前記燃料噴射弁を開弁させるように、前記パルス幅を演算する
ことを特徴とする請求項5記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁に対して供給する駆動電流の電流波形を指定する波形指令部を備え、
前記波形指令部は、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングから、前記燃料噴射弁の目標開弁時間長に達するまで、前記燃料噴射弁を開弁させるように、前記駆動電流の電流波形を指定する
ことを特徴とする請求項5記載の燃料噴射制御装置。 - 前記波形指令部は、前記駆動電流の時間積分を増減させることにより、前記開弁開始タイミング演算部が推定した前記開弁開始タイミングから、前記燃料噴射弁の目標開弁時間長に達するまで、前記燃料噴射弁を開弁させる
ことを特徴とする請求項7記載の燃料噴射制御装置。 - 前記波形指令部は、前記駆動電流のピーク電流値、または前記駆動電流を立ち下げ始めるタイミングのうち少なくともいずれかを変更することにより、前記駆動電流の時間積分を増減させる
ことを特徴とする請求項8記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁が閉弁した閉弁タイミングを検出する閉弁タイミング検出部を備え、
前記燃料噴射制御装置はさらに、前記開弁開始タイミングと前記閉弁タイミングにしたがって前記燃料噴射弁が実際に開弁していた実開弁時間長を算出する実開弁時間長演算部を備え、
前記開弁時間長演算部は、前記実開弁時間長が目標開弁時間長と合致するように、前記開弁時間長を調整する
ことを特徴とする請求項5記載の燃料噴射制御装置。 - 前記基準データは、前記基準燃料噴射弁の電気的特性を記述しており、
前記基準燃料噴射弁の電気的特性は、
前記基準燃料噴射弁の弁体を電磁的に駆動するコイルの電気抵抗、
前記コイルのインダクタンス、
前記基準燃料噴射弁に対して供給する駆動電圧の実効値または目標値、
のうち少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁に対して駆動電流を供給することにより開弁させる駆動回路を備え、
前記駆動回路は、前記燃料噴射弁による燃料噴射量が目標値に到達したとき、前記駆動電流を立ち下げる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の燃料噴射制御装置。 - 前記燃料噴射制御装置はさらに、前記燃料噴射弁に対して駆動電流を供給するスイッチング素子を制御する駆動信号のパルス幅を求めるパルス幅演算部を備え、
前記パルス幅演算部は、前記第1要求値、前記第2要求値、前記燃料噴射弁の燃圧、のうちいずれか1以上にしたがって、前記パルス幅の通常値を求め、
前記パルス幅演算部は、前記通常値が所定閾値以上である場合は、前記通常値を前記駆動信号のパルス幅として用い、
前記パルス幅演算部は、前記通常値が前記所定閾値未満である場合は、前記実開弁時間長と目標開弁時間長との間の差分を用いて前記通常値を補正し、その補正後の値を前記駆動信号のパルス幅として用いる
ことを特徴とする請求項3記載の燃料噴射制御装置。
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