JP7172753B2 - 噴射制御装置 - Google Patents

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ために用いられる（例えば、特許文献１参照）。噴射制御装置は、電気的に駆動可能な燃料噴射弁に電流を通電することで開弁制御する。近年では、指令噴射量に基づく通電電流の理想電流プロファイルが定められており、噴射制御装置は、理想電流プロファイルに基づいて燃料噴射弁に電流を印加することで開弁制御している。

特開２０１６－３３３４３号公報

燃料噴射弁の通電電流の勾配が、周辺温度環境、経年劣化等の様々な要因を理由として理想電流プロファイルよりも低下してしまうと、実噴射量が指令噴射量から大きく低下してＡ／Ｆ値の悪化や失火の虞がある。

これらを防ぐためには、予めばらつきを見込んで燃料噴射弁への通電指示時間を長めに調整することが望ましいが、通電指示時間を長めに確保すると反対に燃費が悪化してしまう虞がある。
本発明の目的は、予めばらつきを見込んで燃料噴射弁への通電指示時間を調整しておく必要なく、燃費を極力悪化させることなくＡ／Ｆ値の悪化や失火を対策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記載の発明は、燃料噴射弁から燃料を噴射制御させる噴射制御装置を対象としている。制御部は、噴射指令信号を入力すると前記燃料噴射弁にピーク電流を印加するための前記通電指示信号を出力する。電流検出部は、燃料噴射弁に流れる電流を検出する。制御部は、ピーク電流に達するまでの目標電流となる理想電流プロファイルの積算電流と電流検出部の検出電流の積算電流との積算電流差に基づいて通電指示信号の出力オフ時間を補正する。制御部は、燃料噴射弁の通電電流を電流検出部により検出して通電指示信号の出力オフ時間を補正するため、出力オフ時間を遅らせることができ燃料噴射弁の積算電流を理想電流プロファイルの積算電流に極力合わせることができる。これにより、燃費を悪化させずに失火対策できる。到達時間検出部は、電流検出部の検出電流が所定の電流閾値に達する到達時間を検出する。制御部は、到達時間及び所定の電流閾値に基づいて通電指示信号の出力オフ時間を補正する。

第１実施形態における噴射制御装置の電気的構成図 燃料噴射弁の通電電流の変化、指示ＴＱ、実行ＴＱの関係を説明する図 積算電流と噴射量の相関関係のシミュレーション結果を表す図 噴射量と通電時間と昇圧電圧の相関関係のシミュレーション結果を表す図 第２実施形態における燃料噴射弁の通電電流の変化、指示ＴＱ、実行ＴＱの関係を説明する図 積算電流差の算出方法の説明図（その１） ピーク電流推定値の算出方法の説明図 積算電流差の算出方法の説明図（その２） 第３実施形態において燃料噴射弁の通電電流の変化、指示ＴＱ、実行ＴＱの関係を示し、ピーク電流推定値の算出方法の説明を示す図 積算電流差の算出方法の説明図（その１） 積算電流差の算出方法の説明図（その２） 第４実施形態において多段噴射時における昇圧電圧の変化を示すタイミングチャート

以下、噴射制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施形態において、先行する実施形態で説明した内容に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略することがある。

（第１実施形態）
図１から図３Ｂは、第１実施形態の説明図を示す。図１に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０１は、例えば自動車などの車両に搭載された内燃機関に燃料を噴射供給するソレノイド式の燃料噴射弁（インジェクタとも称される）２ａ，２ｂを駆動する装置である。ここでは２気筒分の構成例を示しているが、４気筒、６気筒でも適用できる。

電子制御装置１０１は、昇圧回路４、噴射指令信号を出力するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）５、制御ＩＣ６、及び駆動回路７を図示形態に備える。昇圧回路４は、例えばインダクタ８、スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ９、電流検出抵抗１０、ダイオード１１、及び昇圧コンデンサ１２を図示形態に備えた昇圧チョッパ回路によるＤＣＤＣコンバータにより構成される。昇圧回路４の形態は、この図示の形態に限られず、様々な形態を適用できる。

マイコン５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなど（何れも図示せず）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて各種処理動作を行う。このマイコン５は、外部に設けられた図示しないセンサからのセンサ信号に基づいて噴射指令タイミングを算出し、この噴射指令タイミングにおいて燃料の噴射指令信号を制御ＩＣ６に出力する。

制御部としての制御ＩＣ６は、例えばＡＳＩＣによる集積回路装置であり、例えばロジック回路、ＣＰＵなどによる制御主体と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶部（何れも図示せず）、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。マイコン５、制御ＩＣ６は一体に構成しても良い。特に、本実施形態の場合には演算処理の高速化を必要とするため、マイコン５が制御ＩＣ６の機能を一体化すると共にＤＦＰを備える構成を適用しても良い。本形態では、マイコン５と制御ＩＣ６が別体で構成されている形態を適用して説明する。制御ＩＣ６は、電流通電制御部１４、昇圧電圧検出部としての昇圧制御部１５、及び、電流検出部としての電流モニタ部２３としての機能を備える。制御ＩＣ６は、到達時間検出部、ピーク電流推定部、昇圧電圧検出部として機能する。制御ＩＣ６は、その他の機能も備えているが、その図示及び説明は省略する。

昇圧制御部１５は、例えば昇圧コンデンサ１２の陽極とグランドとの間の電圧を検出すると共に、電流検出抵抗１０に流れる電流を検出し、ＭＯＳトランジスタ９をオン・オフ制御することで昇圧回路４の昇圧動作を制御する機能ブロックである。昇圧制御部１５が、ＭＯＳトランジスタ９をオン・オフスイッチング制御することでインダクタ８に蓄積したエネルギをダイオード１１を通じて整流し、昇圧コンデンサ１２に徐々に蓄積する。これにより、昇圧コンデンサ１２は電源電圧ＶＢよりも高い昇圧電圧Ｖboostを保持する。

昇圧制御部１５は、昇圧コンデンサ１２の陽極とグランドとの間の電圧をモニタすることで昇圧電圧Ｖboostを監視し、昇圧電圧Ｖboostが所定の昇圧開始電圧Ｖstaに達する（下回る）と昇圧制御を開始し、この昇圧電圧Ｖboostが当該昇圧開始電圧Ｖstaを超えるように設定された昇圧完了電圧Ｖfuまで昇圧制御する。これにより、通常動作中には、昇圧制御部１５が、昇圧電圧Ｖboostを昇圧完了電圧Ｖfuに制御しつつ当該昇圧電圧Ｖboostを出力できる。昇圧電圧Ｖboostの昇圧完了電圧Ｖfuは通常６５Ｖ程度である。

電流モニタ部２３は、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂとグランドとの間に設けられており、例えばコンパレータによる比較部及びＡ／Ｄ変換器等（何れも図示せず）を用いて燃料噴射弁２ａ，２ｂに流れる電流を電流検出抵抗２４ａ，２４ｂからモニタするブロックであり、燃料噴射弁２ａ，２ｂに流れる電流をモニタする機能ブロックである。

燃料噴射弁２ａ、２ｂと気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂとの間の電圧を検出するための電圧モニタ（符号なし）が設けられている。電流通電制御部１４は、燃料噴射弁２ａ，２ｂを開弁・閉弁するために電流を通電制御するための機能ブロックであり、電圧モニタにより出力端子１ｂ，１ｃの電圧を検出すると共に電流モニタ部２３による検出電流に基づいて、放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７及び気筒選択スイッチ１８ａ及び１８ｂをオン・オフ制御する。

駆動回路７は、燃料噴射弁２ａ，２ｂに昇圧電圧Ｖboostを放電オン・オフするための放電用の上流側スイッチとしての放電スイッチ１６、電源電圧ＶＢを用いて定電流制御するための定電流制御用の上流側スイッチとしての定電流スイッチ１７、及び、各燃料噴射弁２ａ、２ｂ毎に設けられる気筒選択用の下流側スイッチとしての気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂを主として構成される。また駆動回路７は、その他の周辺回路、例えば、ダイオード１９、２０、２１ａ、２１ｂ、ブートストラップ回路２２、及び電流検出抵抗２４ａ、２４ｂを図示形態に接続して構成されている。

放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、及び気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂは、例えばｎチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いて構成される。これらのスイッチ１６、１７、１８ａ、１８ｂは、他種類のトランジスタ（例えばバイポーラトランジスタ）を用いて構成しても良いが、本実施形態では、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いた場合について説明する。

以下では、放電スイッチ１６のドレイン、ソース、ゲートと記載した場合には、それぞれ、放電スイッチ１６を構成するＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース、ゲートを意味する。同様に、定電流スイッチ１７のドレイン、ソース、ゲートと記載した場合には、それぞれ、定電流スイッチ１７を構成するＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース、ゲートを意味する。同様に、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂのドレイン、ソース、ゲートと記載した場合には、それぞれ、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂを構成するＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース、ゲートを意味する。

放電スイッチ１６のドレインには、昇圧回路４から昇圧電圧Ｖboostが与えられている。また放電スイッチ１６のソースは電子制御装置１０１の上流側の出力端子１ａに接続されており、放電スイッチ１６のゲートには制御ＩＣ６の電流通電制御部１４から制御信号が与えられている。これにより、放電スイッチ１６は、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４の制御に応じて昇圧回路４の昇圧電圧Ｖboostを出力端子１ａに通電できる。

定電流スイッチ１７のドレインには電源電圧ＶＢが供給されている。また、定電流スイッチ１７のソースはダイオード１９を順方向に介して上流側の出力端子１ａに接続されている。また定電流スイッチ１７のゲートには制御ＩＣ６の電流通電制御部１４から制御信号が与えられる。これにより定電流スイッチ１７は、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４の制御に応じて電源電圧ＶＢを出力端子１ａに通電できる。

ダイオード１９は、昇圧回路４の昇圧電圧Ｖboostの出力ノードから電源電圧ＶＢの出力ノードへの逆流防止用に接続されている。上流側の出力端子１ａとグランドとの間には、還流ダイオード２０が逆方向接続されている。この還流ダイオード２０は、燃料噴射弁２ａ，２ｂへの通電電流を遮断したときに、燃料噴射弁２ａ、２ｂに流れている電流を還流する経路に接続されている。

またブートストラップ回路２２が、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４から放電スイッチ１６のソース及び定電流スイッチ１７のソースにそれぞれ接続されており、このブートストラップ回路２２のブートストラップ作用で昇圧した電位により、各スイッチ１６、１７をスイッチング制御できる。

また上流側の出力端子１ａと下流側の出力端子１ｂ、１ｃとの間には、燃料噴射弁２ａ、２ｂがそれぞれ接続されている。下流側の出力端子１ｂとグランドとの間には、気筒選択スイッチ１８ａのドレインソース間と電流検出抵抗２４ａとが直列接続されている。下流側の出力端子１ｃとグランドとの間には、気筒選択スイッチ１８ｂのドレインソース間と電流検出抵抗２４ｂとが直列接続されている。電流検出抵抗２４ａ、２４ｂは、電流検出用に設けられるもので例えば０．０３Ω程度に設定されている。

気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂのドレインは、それぞれ下流側の出力端子１ｂ，１ｃに接続されている。気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂのソースは、電流検出抵抗２４ａ，２４ｂを通じてグランドに接続されている。気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂのゲートは、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４に接続されている。これにより、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂは、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４の制御に基づいて燃料噴射弁２ａ、２ｂに対して選択的に通電切替えできる。

また、下流側の出力端子１ｂ，１ｃと、昇圧回路４による昇圧電圧Ｖboostの出力ノードとの間には、回生用のダイオード２１ａ，２１ｂがそれぞれ順方向接続されている。これらのダイオード２１ａ，２１ｂは、それぞれ燃料噴射弁２ａ，２ｂの閉弁時においてそれぞれ流れる回生電流の通電経路に接続されており、昇圧コンデンサ１２に向けて電流を回生する回路である。これにより、ダイオード２１ａ，２１ｂは、燃料噴射弁２ａ，２ｂの閉弁時において昇圧回路４の昇圧コンデンサ１２に回生電流を通電できるように構成されている。

以下、上記基本的構成の作用、動作を説明する。ここでは、燃料噴射弁２ａを開弁対象とすると共に、燃料噴射弁２ａからパーシャルリフト噴射する場合の説明を行う。パーシャルリフト噴射では、燃料噴射弁２ａが完全に開弁完了するまでに弁を閉塞する噴射処理が実行される。
バッテリ電圧による電源電圧ＶＢが電子制御装置１０１に与えられると、マイコン５及び制御ＩＣ６は起動する。制御ＩＣ６の昇圧制御部１５は、昇圧制御パルスをＭＯＳトランジスタ９のゲートに出力することで当該ＭＯＳトランジスタ９をオン・オフ制御する。ＭＯＳトランジスタ９がオンすると、電流がインダクタ８、ＭＯＳトランジスタ９、電流検出抵抗１０を通じて流れる。またＭＯＳトランジスタ９がオフすると、インダクタ８の蓄積エネルギに基づく電流がダイオード１１を通じて昇圧コンデンサ１２に流れ、昇圧コンデンサ１２の端子間電圧が上昇する。

制御ＩＣ６の昇圧制御部１５が、昇圧制御パルスを出力することでＭＯＳトランジスタ９のオン・オフ制御を繰り返すと、昇圧コンデンサ１２に昇圧された昇圧電圧Ｖboostは、電源電圧ＶＢを超えた所定の昇圧完了電圧Ｖfuに充電される。

他方、マイコン５が、図２に示すように、燃料噴射弁２ａの噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を制御ＩＣ６に出力すると、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４は、ピーク電流制御を開始し、気筒選択スイッチ１８ａをオン制御すると共に、放電スイッチ１６及び定電流スイッチ１７をオン制御する。
マイコン５は、オンタイミングｔ０にてピーク電流制御の通電開始時に要求噴射量を演算し指示ＴＱを演算する。指示ＴＱは、オンタイミングｔ０にて放電スイッチ１６をオンしてから燃料噴射弁２ａに通電する時間を示している。

制御ＩＣ６は、指令噴射量に基づく燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの目標電流となる理想電流プロファイルＰＩ（図２の破線参照）を内部メモリに記憶しており、電流通電制御部１４の制御により理想電流プロファイルＰＩに基づいて燃料噴射弁２ａに昇圧電圧Ｖboostを印加する。
制御ＩＣ６は、指示ＴＱの通電指示時間に基づいて理想電流プロファイルＰＩの示すピーク電流Ｉ_pkに達するまで燃料噴射弁２ａの端子間に昇圧電圧Ｖboostを印加し続ける。すると、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩが急激に上昇し開弁する。図２に示すように、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩは、燃料噴射弁２ａの内部構成に基づいて非線形的に変化する。

図２に示すように、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの勾配が、周辺温度環境、経年劣化等の様々な要因を理由として理想電流プロファイルＰＩよりも低くなると、実噴射量が指令噴射量から大きく低下してＡ／Ｆ値が悪化したり失火する虞がある。
そこで制御ＩＣ６は、電流モニタ部２３により電流検出抵抗２４ａに流れる電流をＡ／Ｄ変換器によりサンプリングすることでリアルタイムに検出して積算電流を算出し、理想電流プロファイルＰＩの積算電流と電流モニタ部２３の検出電流の積算電流との積算電流差に基づいて指示ＴＱに対して実行ＴＱの通電指示信号の出力オフ時間を補正する。
リアルタイムに積算電流差を求める形態を示すが、間欠的、定期的に求める形態に適用しても良い。

図２に示す例では、タイミングｔ０～ｔａまでの電流モニタ部２３による検出電流の積算電流は理想電流プロファイルＰＩの積算電流と比較して小さい。このため、制御ＩＣ６は、指示ＴＱの通電指示信号の出力オフ時間を遅く設定すると良い（実行ＴＱ参照）。
補正時間ΔＴＱは、予め定められた所定時間としても良いが、タイミングｔ０～ｔａにおける理想電流プロファイルＰＩの積算電流と検出電流の積算電流との間の積算電流差に基づく時間を算出して設定することが望ましい。
すると、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４は、実行ＴＱの通電指示信号の出力オフ時間の示すタイミングｔｂに達するまで、放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、及び気筒選択スイッチ１８ａをオン制御し続け、実行ＴＱの示す出力オフ時間に達したタイミングｔｂにて放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、気筒選択スイッチ１８ａをオフ制御する。

図３Ａに示すように、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの積算電流値と実噴射量には正の相関関係が存在する。つまり燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの積算電流値が増加すれば実噴射量も増加する。また駆動用の昇圧電圧ＶboostがＶ１、Ｖ２（＞Ｖ１）に変化しても実噴射量は変化しにくいことがわかる。このため、制御ＩＣ６が、図２に示すように指示ＴＱの通電指示信号の出力オフ時間を遅らせることで、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの積算電流を理想電流プロファイルＰＩの積算電流に極力合わせることができる。この結果、積算電流の不足分を補うことで目標噴射量に対して不足する噴射量を補うことができる。

これにより、失火を防ぐために予めばらつきを見込んで通電指示時間を調整しておく必要がなくなり、通電指示時間をリアルタイムで延長できる。この結果、燃費を極力悪化させることなく失火対策できる。

また発明者によれば、図３Ｂに示すように、燃料噴射弁２ａの通電時間が所定時間Ｔ０より長くなれば昇圧電圧Ｖboostに差があったとしても噴射量の誤差は少ないが、燃料噴射弁２ａの通電時間が所定時間Ｔ０よりも短くなると昇圧電圧Ｖboost＝Ｖ２、Ｖ３（＜Ｖ２）の差による噴射量の誤差が大きくなることが判明している。

したがって、制御ＩＣ６は、通電指示信号を出力してから予め定められた所定時間Ｔ０の前であるか後であるかを判定し、この前後の判定結果により指示ＴＱの補正時間ΔＴＱ（噴射オフ時間の補正時間）を段階的に切り換えるようにすると良く、これにより精度良く補正できるようになる。このとき、所定時間Ｔ０の前であるときには昇圧電圧Ｖboostの値に基づいて補正時間ΔＴＱを決定し、所定時間Ｔ０を超えれば補正時間ΔＴＱを所定値としても良い。

また、この誤差の大小の分かれ目の所定時間Ｔ０は、理想電流プロファイルＰＩのピーク電流Ｉ_pkを通電する指示ＴＱの通電指示時間の基準値（図２ではｔ０～ｔａ）付近に定められている。このため、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流Ｉ_pkに到達する前に通電オフすると昇圧電圧Ｖboostの差に応じて積算電流差が大きくなり、ピーク電流Ｉ_pk付近から通電オフしたとしても昇圧電圧Ｖboostに差があっても積算電流差は小さくなることになる。

したがって制御ＩＣ６は、燃料噴射弁２ａの通電電流が理想電流プロファイルＰＩのピーク電流Ｉ_pkの到達の前であるか後であるかを判定し、この前後の判定結果により指示ＴＱの補正時間ΔＴＱ（噴射オフ時間の補正時間）を段階的に切り換えると良く、これにより精度良く補正できるようになる。このとき、例えばピーク電流Ｉ_pkの到達の前であるときには昇圧電圧Ｖboostの値に基づいて補正時間ΔＴＱを設定すると良い。

（第２実施形態）
図４から図７は、第２実施形態の説明図を示す。第２実施形態では、理想電流プロファイルＰＩと燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの積算電流差を簡易的に算出し、第１実施形態に比較して演算量を少なくした形態を説明する。
図４に示すように、マイコン５が、燃料噴射弁２ａの噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を制御ＩＣ６に出力すると、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４は、オンタイミングｔ０からピーク電流制御を開始し、気筒選択スイッチ１８ａをオン制御すると共に、放電スイッチ１６及び定電流スイッチ１７をオン制御する。

マイコン５は、ピーク電流制御の開始時に要求噴射量を演算し、指示ＴＱ、補正係数α１、β１を演算する。指示ＴＱは、放電スイッチ１６のオンタイミングｔ０から燃料噴射弁２ａに通電する時間を示している。補正係数α１は、積算電流差Ａ１（後述参照）を推定するために用いられる係数であり、燃料噴射弁２ａの負荷特性等に応じて予め算出される係数である。補正係数β１は、実際のピーク電流推定値Ｉ_pa1を推定するために用いられる係数であり、燃料噴射弁２ａの負荷特性等に応じて予め算出される係数である。

制御ＩＣ６は、電流閾値Ｉ_t1に達する理想到達時間ｔ_1nominalから電流閾値Ｉ_t2に達する理想到達時間ｔ_2nominalまでの理想電流プロファイルＰＩと、実際に電流閾値Ｉ_t1に達する到達時間ｔ₁から電流閾値Ｉ_t2に達する到達時間ｔ₂までの燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩとの間の積算電流差ΣΔＩ１を算出する。
積算電流差ΣΔＩ１は、非線形の電流曲線に囲われた領域となるため詳細に算出するにはリアルタイムに電流検出する必要を生じ演算量が多くなり演算負荷が大きくなりやすい。このため、図５に示すように、（ｔ、Ｉ）＝（ｔ_1nominal、Ｉ_t1）、（ｔ₁、Ｉ_t1）、（ｔ_2nominal、Ｉ_t2）、（ｔ₂、Ｉ_t2）、を頂点とした台形の面積を積算電流差ΣΔＩ１と見做して簡易的に算出すると良い。
すると、制御ＩＣ６は、電流閾値Ｉ_t1、Ｉ_t2に達する到達時間ｔ₁、ｔ₂を検出するだけで積算電流差ΣΔＩ１を簡易的に算出できる。また制御ＩＣ６は、下記の（１）式に示すように、予め算出された補正係数α１を積算電流差ΣΔＩ１に乗ずることで、タイミングｔ０～ｔａまでの理想電流プロファイルＰＩと燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩとの積算電流差Ａ１を近似算出できる。

次に制御ＩＣ６は、図６に示すように、噴射指令信号のオンタイミングｔ０から電流閾値Ｉ_t1に達する到達時間ｔ₁までの電流勾配を算出し、補正係数β１を切片として加算し、指示ＴＱの示す通電指示時間の基準値を経過した時点のピーク電流推定値Ｉ_pa1を算出する。このとき（２）式に基づいてピーク電流推定値Ｉ_pa1を算出すると良い。

次に制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ１を補うための補正時間ΔＴＱを算出する。図７に示すように、タイミングｔａより前では、理想電流プロファイルＰＩが燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩよりも大きいが、タイミングｔａの後においては、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩは理想電流プロファイルＰＩより大きくなる。

このため、理想電流プロファイルＰＩと燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩとの積算電流差は、タイミングｔ０～ｔａにおける積算電流差Ａ１と、タイミングｔａから燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩが流れ終わるタイミングｔｃまでの積算電流差Ａ２との差になる。タイミングｔａ～ｔｃの積算電流差Ａ２は、指示ＴＱが補正時間ΔＴＱの延長により追加される差分となる。

制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ２を詳細に算出しても良いが図７に示すように電流曲線で囲われる領域となるため演算負荷が大きくなる。そこで、制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ２の演算時間を削減するため、図７に示す積算電流差ΔΣＩ１を積算電流差Ａ２と見做して算出すると良い。すなわち、制御ＩＣ６はピーク電流推定値Ｉ_pa1を長辺とし補正時間ΔＴＱを短辺とする長方形を積算電流差ΔΣＩ１と見做し、この積算電流差ΔΣＩ１を積算電流差Ａ２と同等であると見做して算出すると良い。すると制御ＩＣ６は、長方形の面積を算出することで積算電流差Ａ２を簡易的に算出できるようになり演算量を劇的に少なくできる。
そして制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ１が積算電流差Ａ２（≒ΔＴＱ×Ｉ_pa1）と等しくなる条件を満たす補正時間ΔＴＱを算出すると良く、下記の（３）式に基づいて補正時間ΔＴＱを算出すると良い。

次に制御ＩＣ６は、図４のタイミングｔ４に示すように、電流モニタ部２３による検出電流がピーク電流推定値Ｉ_pa1に達するタイミングｔｂまでの間に、指示ＴＱ＋補正時間ΔＴＱを実行ＴＱ（実効通電指示時間）として通電指示時間を補正する。これにより、指示ＴＱを簡易的に補正でき通電指示時間を延長できる。

図４には実際の噴射量の例を示している。破線が理想電流プロファイルＰＩに沿って電流通電したときの理想噴射量Ｂ１を示し、ハッチングにより囲われた部分が補正を実行しない場合を想定した成行噴射量Ｂ２を示し、実線により示した部分が補正後噴射量Ｂ３を示している。補正を実行することで補正後噴射量Ｂ３が理想噴射量Ｂ１に近付くことがわかる。
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、失火を防ぐために予めばらつきを見込んで通電指示時間を調整しておく必要がなくなり、通電指示時間を延長できる。この結果、燃費を極力悪化させることなく失火対策できる。しかも第１実施形態に比較して、噴射制御中にリアルタイムに燃料噴射弁２ａの通電電流を検出しながら積算電流差を算出する必要がなくなり、演算量を劇的に少なくできる。
本形態によれば、制御ＩＣ６は、複数の電流閾値Ｉ_t1、Ｉ_t2のうち最後の電流閾値Ｉ_t2に到達してからピーク電流推定値Ｉ_pa1に達するまでの間に補正時間ΔＴＱを算出し通電指示信号の出力オフ時間を補正している。このため、余裕をもって通電指示信号の出力オフ時間を補正できる。

前述では（１）式～（３）式に基づいて通電指示信号の出力オフ時間を補正する形態を示したが、この数式は一例を示すものであり、この方法に限られるものではない。制御ＩＣ６は、複数の電流閾値Ｉ_t1、Ｉ_t2に達する複数の到達時間ｔ₁、ｔ₂までの積算電流を用いた積算電流差に基づいて通電指示信号の出力オフ時間を補正すれば良い。
制御ＩＣ６は、予め定められた通電指示時間の基準値を基準として到達時間ｔ₁、ｔ₂に基づいて通電指示時間の出力オフ時間を補正している。このため、通電指示時間の出力オフ時間を補正するときには基準値を増減すれば良くなり、演算処理を極力簡略化できる。

（第３実施形態）
図８から図１０は、第３実施形態の説明図を示す。第３実施形態もまた、簡易的に理想電流プロファイルＰＩと燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩの積算電流差を算出し、第１実施形態に比較して演算量を少なくした形態を説明する。
図８に示すように、マイコン５が、タイミングｔ０において、燃料噴射弁２ａの噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を制御ＩＣ６に出力すると、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４は、オンタイミングｔ０にてピーク電流制御を開始し、気筒選択スイッチ１８ａをオン制御すると共に、放電スイッチ１６及び定電流スイッチ１７をオン制御する。

マイコン５は、ピーク電流制御の開始時に要求噴射量を演算し、指示ＴＱ、補正係数α３、β３を演算する。指示ＴＱは、通電指示時間を示している。補正係数α３は、積算電流差Ａ３（後述参照）を推定するための係数であり、燃料噴射弁２ａの負荷特性等に応じて予め算出されている係数である。補正係数β３は、ピーク電流推定値Ｉ_pa3を推定するために用いられる係数であり、燃料噴射弁２ａの負荷特性等に応じて予め算出されている係数である。

制御ＩＣ６は、噴射指令信号のオンタイミングｔ０から電流閾値Ｉ_t3に達する到達時間ｔ₃までの電流勾配を算出して補正係数β３を切片として加算し、指示ＴＱの示す通電指示時間の基準値を経過した時点のピーク電流推定値Ｉ_pa3を算出する。制御ＩＣ６は、下記の（４）式に基づいてピーク電流推定値Ｉ_pa3を算出すると良い。

次に、制御ＩＣ６は、噴射指令信号のオンタイミングｔ０から所定のピーク電流Ｉ_pkに至るまでの理想電流プロファイルＰＩと、オンタイミングｔ０からピーク電流推定値Ｉ_pa3に至るまでの燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩとの間の積算電流差Ａ３を推定する。
制御ＩＣ６は、図９に示すように、理想電流プロファイルＰＩの所定のピーク電流Ｉ_pkと、指示ＴＱと、先に算出されたピーク電流推定値Ｉ_pa3とにより作成される三角形の面積を積算電流差ΣΔＩ３として求め、補正係数α３を乗じて積算電流差Ａ３を推定すると良い。制御ＩＣ６は、下記の（５）式に基づいて電流差の積算電流差Ａ３を推定すると良い。

次に制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ３を補うための補正時間ΔＴＱを算出する。図７に示すように、タイミングｔａより前では、理想電流プロファイルＰＩが燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩよりも大きいが、タイミングｔａの後においては、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩは理想電流プロファイルＰＩよりも大きくなる。

このため、理想電流プロファイルＰＩと燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩとの積算電流差は、タイミングｔ０～ｔａにおける積算電流差Ａ３と、タイミングｔａから燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩが流れ終わるタイミングｔｃまでの積算電流差Ａ４との差になる。タイミングｔａ～ｔｃの積算電流差Ａ４は、指示ＴＱが補正時間ΔＴＱの延長により追加される差分となる。

制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ４を詳細に算出しても良いが、第２実施形態と同様に、積算電流差Ａ４の演算時間を削減するため、図１０に示す積算電流差ΔΣＩ３を積算電流差Ａ２と見做して積算電流差ΔΣＩ３を算出すると良い。すなわち、ピーク電流推定値Ｉ_pa3を長辺とし補正時間ΔＴＱを短辺とした長方形を積算電流差ΔΣＩ３とし積算電流差Ａ４と同等であると見做して補正時間ΔＴＱを算出すると良い。すると制御ＩＣ６は、長方形の面積を算出することで積算電流差Ａ４を簡易的に算出できるようになり、演算量を劇的に少なくできる。
そして制御ＩＣ６は、積算電流差Ａ３が積算電流差Ａ４（≒ΔＴＱ×Ｉ_pa3）と等しくなる条件を満たす補正時間ΔＴＱを算出すると良く、下記の（６）式に基づいて補正時間ΔＴＱを算出すると良い。

次に制御ＩＣ６は、検出電流がピーク電流推定値Ｉ_pa3に達するまでの間に、指示ＴＱ＋補正時間ΔＴＱを実行ＴＱ（実効通電指示時間）として通電指示時間を補正する。これにより、指示ＴＱを補正でき通電指示時間を延長できる。
本実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様に、失火を防ぐために予めばらつきを見込んで通電指示時間を調整しておく必要がなくなり、通電指示時間を延長できる。この結果、燃費を極力悪化させることなく失火対策できる。しかも、第１実施形態に比較して噴射制御中にリアルタイムで積算電流差を算出する必要がなくなり演算量を少なくできる。
前述では（４）式～（６）式に基づいて通電指示信号の出力オフ時間を補正する形態を示したが、この数式は一例を示すものであり、この方法に限られるものではない。すなわち、制御ＩＣ６は、電流モニタ部２３の検出電流が所定の電流閾値Ｉ_t3に達する到達時間ｔ３を検出し、到達時間ｔ₃及び所定の電流閾値Ｉ_t3に基づいて通電指示信号の出力オフ時間を補正すれば良く、これにより通電指示時間の出力オフ時間を補正できる。
制御ＩＣ６は、予め定められた通電指示時間の基準値を基準として到達時間ｔ₃に基づいて通電指示時間の出力オフ時間を補正している。このため、通電指示時間の出力オフ時間を補正するときには基準値を増減すれば良くなり、演算処理を極力簡略化できる。

（第４実施形態）
図１１は第４実施形態の説明図を示す。第４実施形態では、噴射間のインターバルＴＩが短い多段噴射を例に挙げて説明する。
制御ＩＣ６が、燃料噴射弁２ａに噴射制御するとき放電スイッチ１６をオンすることで昇圧電圧Ｖboostを燃料噴射弁２ａに印加できる（図１１のタイミングｔａ１～ｔａ４）。昇圧電圧Ｖboostが燃料噴射弁２ａに印加されると、昇圧回路４の昇圧コンデンサ１２の蓄積された電荷が消費され昇圧電圧Ｖboostが昇圧完了電圧Ｖfuから低下する。通常、制御ＩＣ６は、複数段連続して燃料噴射すると、昇圧コンデンサ１２の蓄積電力が多く消費され昇圧電圧Ｖboostが大きく低下する。

昇圧電圧Ｖboostが昇圧開始電圧Ｖstaにまで低下すると、昇圧制御部１５は、昇圧制御パルスをＭＯＳトランジスタ９に出力することで昇圧制御を開始する（図１０のタイミングｔｂ）。そして昇圧制御部１５は昇圧電圧Ｖboostが昇圧完了電圧Ｖfuに達すると昇圧制御を停止する（図１０のタイミングｔｂ２）。

特に図１０に示すように、制御ＩＣ６がインターバルＴＩの短い多段噴射を実行した場合には、後段の噴射にて昇圧電圧Ｖboostが連続して低下しやすくなる。
図１０に示すように、昇圧電圧Ｖboostが昇圧電圧基準値Ｖstaよりも高く昇圧完了電圧Ｖfuに近い場合には、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩが理想電流プロファイルＰＩに概ね一致するものの、昇圧電圧Ｖboostが昇圧電圧基準値Ｖstaよりも低くなると、燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩが理想電流プロファイルＰＩよりも大幅に低下しやすくなることが判明している。このため、昇圧電圧Ｖboostが低下し続けていると、実噴射量が指示噴射量を満たさなくなりやすい。

そこで制御ＩＣ６は、噴射開始時のタイミングｔａ１～ｔａ４において昇圧電圧Ｖboostをモニタし、昇圧電圧Ｖboostが昇圧電圧基準値Ｖstaより低いことを条件として補正を実行し、昇圧電圧Ｖboostが昇圧電圧基準値Ｖsta以上であるときには補正を実行しなくても良い。これにより、昇圧電圧Ｖboostを十分確保可能な場合には、指示ＴＱの通電指示時間だけ駆動し、昇圧電圧Ｖboostが所定の昇圧電圧基準値Ｖstaよりも低下しているときに補正を実行することで補正時間ΔＴＱだけ長く通電指示時間を延長できる。
本形態によれば、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４は、噴射開始時のタイミングｔａ１～ｔａ４において燃料噴射弁２ａに印加する昇圧電圧Ｖboostを検出して昇圧電圧基準値Ｖstaと比較し、昇圧電圧基準値Ｖstaより低いことを条件として補正を実行し、昇圧電圧基準値Ｖsta以上であることを条件として補正を実行しない。これにより、必要なときに補正を実行できる。
本実施形態では、昇圧開始電圧Ｖstaと昇圧電圧基準値Ｖstaとが同一値の形態を示したが互いに異なっていても良い。

（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。前述した複数の実施形態を必要に応じて組み合わせて構成しても良い。

また前述実施形態では、説明の簡略化のため、２気筒分の燃料噴射弁２ａ，２ｂを表記し、１気筒分の燃料噴射弁２ａを駆動する場合を例示して説明したが、燃料噴射弁２ｂを駆動する場合でも同様であり、４気筒、６気筒などの他の気筒数の場合においても同様の内容を実施できる。また駆動回路７の構成は、前述実施形態に示した構成に限られるものではなく、適宜変更しても良い。

第２実施形態では台形の面積を算出することで簡易的に積算電流差ΣΔＩ１を算出する形態を示したが、これに限られない。第３実施形態では、理想電流プロファイルＰＩの所定のピーク電流Ｉ_pkと、指示ＴＱと、ピーク電流推定値Ｉ_pa3とにより作成される三角形の面積を算出し、簡易的に積算電流差ΣΔＩ３を算出する形態を示したが、これに限られるものでない。

燃料噴射弁２ａの通電電流ＥＩは、ピーク電流Ｉ_pkに達する前、ピーク電流Ｉ_pkに達した後の何れにおいても非線形的に変化する。このため、三角形、長方形、台形などの多角形を用いて電流の積算電流を近似して算出することで、簡易的に積算電流差を算出すると良い。これにより演算量を劇的に削減できる。

マイコン５、制御ＩＣ６が提供する手段及び／又は機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェア、ハードウェア、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。例えば制御装置がハードウェアである電子回路により提供される場合、１又は複数の論理回路を含むデジタル回路、または、アナログ回路により構成できる。また、例えば制御装置がソフトウェアにより各種制御を実行する場合には、記憶部にはプログラムが記憶されており、制御主体がこのプログラムを実行することで当該プログラムに対応する方法が実施される。

前述実施形態では、放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂは、ＭＯＳトランジスタを用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタなど他種類のトランジスタ、各種のスイッチを用いても良い。

前述した複数の実施形態を組み合わせて構成しても良い。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。

本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示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。本開示は、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、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。

図面中、１０１は電子制御装置（噴射制御装置）、２ａ，２ｂは燃料噴射弁、６は制御ＩＣ（到達時間検出部、ピーク電流推定部、昇圧電圧検出部）、９はＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子）、１４は電流通電制御部（制御部）、１５は昇圧制御部（昇圧電圧検出部）、２３は電流モニタ部（電流検出部）を示す。

Claims (9)

1. 燃料噴射弁から燃料を噴射制御させる噴射制御装置であって、
   噴射指令をアクティブとして入力すると前記燃料噴射弁にピーク電流を印加するための通電指示信号を出力する制御部（６、１４）と、
   前記燃料噴射弁に流れる電流を検出する電流検出部（２３）と、を備え、
   前記制御部は、前記ピーク電流に達するまでの目標電流となる理想電流プロファイル（ＰＩ）の積算電流と前記電流検出部の検出電流の積算電流との積算電流差に基づいて前記通電指示信号の出力オフ時間を補正し、
   前記電流検出部の検出電流が所定の電流閾値（Ｉ _ｔ３ ）に達する到達時間を検出する到達時間検出部（６）を備え、
   前記制御部は、前記到達時間及び前記所定の電流閾値に基づいて前記通電指示信号の出力オフ時間を補正する噴射制御装置。
2. 前記制御部は、前記到達時間に基づいて予め定められた通電指示時間の出力オフ時間の基準値を基準として前記通電指示時間の出力オフ時間を補正する請求項１記載の噴射制御装置。
3. 前記所定の電流閾値（Ｉ_ｔ３）に達する前記到達時間に基づいてピーク電流推定値（Ｉ_ｐａ３）を推定するピーク電流推定部（６）を備え、
   前記制御部は、前記ピーク電流推定値に基づいて前記通電指示信号の出力オフ時間を補正した後の積算電流が前記理想電流プロファイルの積算電流と等しくなるように前記通電指示信号の出力オフ時間を補正する請求項１又は２記載の噴射制御装置。
4. 燃料噴射弁から燃料を噴射制御させる噴射制御装置であって、
   噴射指令をアクティブとして入力すると前記燃料噴射弁にピーク電流を印加するための通電指示信号を出力する制御部（６、１４）と、
   前記燃料噴射弁に流れる電流を検出する電流検出部（２３）と、を備え、
   前記制御部は、前記ピーク電流に達するまでの目標電流となる理想電流プロファイル（ＰＩ）の積算電流と前記電流検出部の検出電流の積算電流との積算電流差に基づいて前記通電指示信号の出力オフ時間を補正し、
   前記制御部は、複数の電流閾値（Ｉ _ｔ１ 、Ｉ _ｔ２ ）に達する複数の到達時間までの積算電流を用いた積算電流差に基づいて前記通電指示信号の出力オフ時間を補正する噴射制御装置。
5. 前記複数の電流閾値（Ｉ_ｔ１、Ｉ_ｔ２）に達する前記複数の到達時間に基づいてピーク電流推定値（Ｉ_ｐａ１）を推定するピーク電流推定部（６）を備え、
   前記制御部は、前記燃料噴射弁の通電電流が前記複数の電流閾値のうち最後の電流閾値（Ｉ_ｔ２）に到達してから前記ピーク電流推定値に達するまでの間に補正時間（ΔＴＱ）を算出し前記通電指示信号の出力オフ時間を補正する請求項４記載の噴射制御装置。
6. 前記複数の電流閾値（Ｉ_ｔ１、Ｉ_ｔ２）に達する前記複数の到達時間に基づいてピーク電流推定値（Ｉ_ｐａ１）を推定するピーク電流推定部（６）を備え、
   前記制御部は、前記ピーク電流推定値に基づいて前記通電指示信号の出力オフ時間を補正した後の積算電流が前記理想電流プロファイルの積算電流と等しくなるように前記通電指示信号の出力オフ時間を補正する請求項４又は５記載の噴射制御装置。
7. 前記制御部は、前記噴射指令がノンアクティブとされるタイミングが前記燃料噴射弁の通電電流による前記理想電流プロファイル（ＰＩ）の前記ピーク電流に達する前であるか後であるかを判定し、この判定した結果により前記出力オフ時間の補正時間を段階的に切り換える請求項１から６の何れか一項に記載の噴射制御装置。
8. 前記制御部は、前記通電指示信号を出力してから予め定められた所定時間（Ｔ０）の前であるか後であるかを判定し、この判定した結果により前記出力オフ時間の補正時間を段階的に切り換える請求項１から６の何れか一項に記載の噴射制御装置。
9. 噴射開始時のタイミングにおいて前記燃料噴射弁に印加する昇圧電圧を検出する昇圧電圧検出部（６、１５）と、
   前記制御部は、前記昇圧電圧検出部により噴射開始時のタイミングで検出された昇圧電圧を昇圧電圧基準値（Ｖsta）と比較し、前記昇圧電圧基準値より低いことを条件として補正を実行し、前記昇圧電圧基準値以上であることを条件として補正を実行しない請求項１から６の何れか一項に記載の噴射制御装置。

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