JP7200888B2

JP7200888B2 - 噴射制御装置

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Publication number: JP7200888B2
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Authority: JP
Inventors: 雅司稲葉; 雄介清水
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Current assignee: Denso Corp
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Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2023-01-10
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Description

本発明は、噴射制御装置に関する。

噴射制御装置は、燃料噴射弁の開弁及び閉弁を制御し、内燃機関に燃料を噴射する。噴射制御装置は、予め定められている指令噴射量に基づく通電電流プロファイルにしたがって燃料噴射弁に電流を通電し、燃料噴射弁の開弁及び閉弁を制御する（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１３／１９１２６７号

直噴制御では気筒内に理想的な噴霧を形成するために１回の燃焼に必要な燃料を複数回に分けて噴射する多段噴射制御を行う。その際、噴射時間が異なる噴射を複数組み合わせて多段噴射制御を行うが、中でも通常噴射よりも噴射時間が短い微小噴射の噴射量精度が排ガス規制達成に大きく影響する。閉弁検出は、この微小噴射の噴射量精度を閉弁時間の学習により高める技術である。多段噴射制御を行う場合、気筒の噴射にオーバーラップが発生する。特に微小噴射は吸気工程の終わり際や圧縮工程で使われるために他の気筒の噴射とオーバーラップすることが多く、閉弁時間の学習を適切に行えない課題がある。

このような閉弁時間の学習を適切に行えない課題に対し、例えば４気筒の構成では、４サイクルエンジンにおける逆位相の関係（燃焼行程と吸気行程、排気行程と圧縮行程の関係）にない気筒の噴射はオーバーラップするが、逆位相の関係にある気筒の噴射はオーバーラップしないので、閉弁を検出する閉弁検出回路を最大で２系統搭載することが考えられる。しかしながら、上記した構成では、閉弁検出回路の増加によるコストアップが懸念される。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、閉弁検出回路の増加によるコストアップの懸念を解消しつつ、閉弁時間の学習を適切に行うことができ、噴射量精度を適切に高めることができる噴射制御装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、通電指示切替部（３ａ）は、燃料噴射弁の通電を指示するための通電指示信号のオンオフを切替える。第１気筒指定スイッチ（８）は、複数の燃料噴射弁に対応する複数の通電指示信号の中から何れかを指定し、閉弁検出気筒を指定する。閉弁検出部（１０）は、燃料噴射弁の下流側電圧をモニタし、下流側電圧変化の変曲点の発生を検出することで閉弁を検出する。第２気筒指定スイッチ（９）は、複数の燃料噴射弁に対応する複数の下流側電圧の中から何れかを指定し、閉弁検出気筒を指定する。閉弁時間計測部（１１）は、閉弁検出気筒の噴射について、通電指示信号のオンからオフへの切替タイミングから閉弁検出部により閉弁が検出される閉弁検出タイミングまでの閉弁時間を計測する。閉弁時間学習部（３ｂ）は、閉弁時間が閉弁時間計測部により計測されると、その計測された閉弁時間の学習を行う。

複数の気筒の中から閉弁検出気筒を指定し、その指定した閉弁検出気筒の噴射について、通電指示信号のオンからオフへの切替タイミングから閉弁検出タイミングまでの閉弁時間を計測して学習を行うようにした。複数の気筒の中から閉弁検出気筒を指定する構成を設けることで、閉弁検出回路の増加を未然に回避し、閉弁検出回路の増加によるコストアップの懸念を解消しつつ、閉弁時間の学習を適切に行うことができ、噴射量精度を適切に高めることができる。

第１実施形態を示す機能ブロック図タイミングチャートタイミングチャートタイミングチャートタイミングチャート第２実施形態を示す機能ブロック図タイミングチャートタイミングチャートタイミングチャート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て説明する。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、重複する説明を省略することがある。

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図５を参照して説明する。図１に示すように、噴射制御装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されている内燃機関に燃料を噴射するソレノイド式のインジェクタ２ａ～２ｄ（燃料噴射弁に相当する）の駆動を制御する装置であり、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）から構成される。インジェクタ２ａとインジェクタ２ｄは逆位相となる関係の気筒に配置されており、インジェクタ２ａの噴射とインジェクタ２ｄの噴射はオーバーラップしない関係にある。インジェクタ２ｂとインジェクタ２ｃは逆位相となる関係の気筒に配置されており、インジェクタ２ｂの噴射とインジェクタ２ｃの噴射はオーバーラップしない関係にある。換言すれば、インジェクタ２ａの噴射やインジェクタ２ｄの噴射とインジェクタ２ｂの噴射やインジェクタ２ｃの噴射はオーバーラップする関係にある。本実施形態では、４本のインジェクタ２ａ～２ｄによる４気筒の構成を例示しているが、噴射がオーバーラップしない関係にあるインジェクタと、噴射がオーバーラップする関係にあるインジェクタとを有する構成であれば、任意の気筒数でも良く、例えば６気筒や８気筒等の構成にも適用することができる。

インジェクタ２ａ～２ｄは、噴射制御装置１により多段噴射制御されることで、噴射時間が相対的に長い通常噴射と、噴射時間が相対的に短い微小噴射とを組み合わせて行う。通常噴射は噴射時間が相対的に長いので、ニードルリフト位置が最大位置まで達するが、微小噴射は噴射時間が相対的に短いので、ニードルリフト位置が最大位置まで達しない。尚、通常噴射はフルリフト噴射とも称し、微小噴射はパーシャルリフト噴射とも称する。

噴射制御装置１は、制御部３と、通電制御部４と、上流側スイッチ５と、下流側スイッチ６と、気筒指定回路７と、第１気筒指定スイッチ８と、第２気筒指定スイッチ９と、閉弁検出回路１０（閉弁検出部に相当する）と、閉弁時間カウンタ１１（閉弁時間計測部に相当する）とを有する。

制御部３は、マイクロコンピュータを主体とし、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて各種処理動作を行う。制御部３は、各種処理動作を行う構成として、通電指示切替部３ａと、閉弁時間学習部３ｂとを有する。尚、制御部３が提供する機能は、実体的なメモリ装置であるＲＯＭに記憶されているソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。

通電指示切替部３ａは、外部に設けられている図示しないセンサからセンサ信号を入力し、その入力したセンサ信号を用いて噴射指令タイミングを特定する。通電指示切替部３ａは、噴射指令タイミングを特定すると、その特定した噴射指令タイミングにしたがって通電時間を指示するためのＴＱ信号（通電指示信号に相当する）１～４のオンオフを切替える。ＴＱ信号１～４は、それぞれインジェクタ２ａ～２ｄに対応する。

通電制御部４は、制御部３からシリアル通信経路を介して通電電流プロファイルを取得し、その取得した通電電流プロファイルを内部メモリに記憶する。通電制御部４は、ＴＱ信号１～４のオンオフの切替を検出すると、内部メモリに記憶している通電電流プロファイルにしたがい、上流側スイッチ５及び下流側スイッチ６を駆動する。

上流側スイッチ５は、インジェクタ２ａ～２ｄの上流側に設けられているスイッチであり、インジェクタ２ａ～２ｄへの昇圧電圧Ｖboostの放電をオンオフするための放電スイッチと、電源電圧ＶＢを用いて定電流制御するための定電流制御スイッチとを有する。放電スイッチや定電流制御スイッチは、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が、バイポーラトランジスタ等の他種類のトランジスタを用いて構成されても良い。

下流側スイッチ６は、インジェクタ２ａ～２ｄの下流側に設けられているスイッチであり、気筒を選択するための気筒選択スイッチを有する。気筒選択スイッチも、上記した上流側スイッチ５の放電スイッチや定電流制御スイッチと同様に、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が、バイポーラトランジスタ等の他種類のトランジスタを用いて構成されても良い。

気筒指定回路７は、制御部３から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号を第１気筒指定スイッチ８及び第２気筒指定スイッチ９に出力する。

第１気筒指定スイッチ８は、ＴＱ信号１～４を入力しており、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号により閉弁検出気筒を指定し、その指定した閉弁検出気筒に対応するＴＱ信号を閉弁時間カウンタ１１に出力する。即ち、第１気筒指定スイッチ８は、例えば気筒指定回路７からインジェクタ２ａを閉弁検出気筒として指定する旨の気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号によりインジェクタ２ａを閉弁検出気筒として指定し、その指定したインジェクタ２ａに対応するＴＱ信号１を閉弁時間カウンタ１１に出力する。

第２気筒指定スイッチ９は、インジェクタ２ａ～２ｄの下流側電圧を入力しており、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号により閉弁検出気筒を指定し、その指定した閉弁検出気筒に対応するインジェクタの下流側電圧を閉弁検出回路１０に出力する。即ち、第２気筒指定スイッチ９は、例えば気筒指定回路７からインジェクタ２ａを閉弁検出気筒として指定する旨の気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号によりインジェクタ２ａを閉弁検出気筒として指定し、その指定したインジェクタ２ａの下流側電圧を閉弁検出回路１０に出力する。

閉弁検出回路１０は、オペアンプ１０ａと、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１０ｂと、波形変曲点ロジック１０ｃとを有する。オペアンプ１０ａは、第２気筒指定スイッチ９からインジェクタの下流側電圧を入力すると、その入力した下流側電圧を増幅してＡＤコンバータ１０ｂに出力する。ＡＤコンバータ１０ｂは、オペアンプ１０ａから増幅後の下流側電圧を入力すると、その入力した増幅後の下流側電圧をアナログ信号からデジタル信号にＡＤ変換して波形変曲点ロジック１０ｃに出力する。波形変曲点ロジック１０ｃは、ＡＤコンバータ１０ｂからＡＤ変換後の下流側電圧を入力し、その入力した下流側電圧の波形変曲点の発生を検出すると、波形変曲点の発生を検出した旨を示す変曲点検出通知を閉弁時間カウンタ１１に出力する。

閉弁時間カウンタ１１は、第１気筒指定スイッチ８から入力するＴＱ信号と、第２気筒指定スイッチ９から入力する変曲点検出通知とを用い、閉弁時間を計測して制御部３に出力する。具体的には、閉弁時間カウンタ１１は、第１気筒指定スイッチ８から入力するＴＱ信号のオンからオフへの切替を検出すると、その時点を起点として時間の計測を開始する。その後、閉弁時間カウンタ１１は、閉弁検出回路１０からの変曲点検出通知の入力を待機し、閉弁検出回路１０から変曲点検出通知を入力すると、時間の計測を終了し、その計測した時間を閉弁時間として制御部３に出力する。

閉弁時間学習部３ｂは、閉弁時間カウンタ１１から閉弁時間を入力すると、その入力した閉弁時間と、過去に入力した閉弁時間とを併せ、予め記憶している学習アルゴリズムを用いて閉弁時間の学習を行う。

次に、上記した構成の作用について図２から図５を参照して説明する。図２は、例えばインジェクタ２ａの通常噴射とインジェクタ２ｃの微小噴射とがオーバーラップする期間において、インジェクタ２ｃを閉弁検出気筒として指定した場合を例示している。

この場合、制御部３は、インジェクタ２ｃを閉弁検出気筒として指定する旨の気筒指定信号を気筒指定回路７に出力する。気筒指定回路７は、制御部３から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号を第１気筒指定スイッチ８及び第２気筒指定スイッチ９に出力する。第１気筒指定スイッチ８は、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、インジェクタ２ｃに対応するＴＱ信号３を閉弁時間カウンタ１１に出力する。第２気筒指定スイッチ９は、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、インジェクタ２ｃの下流側電圧を閉弁検出回路１０に出力する。

制御部３は、インジェクタ２ａの通常噴射の噴射指令タイミングを特定すると、ＴＱ信号１をオフからオンに切替える（ｔ１）。通電制御部４は、ＴＱ信号１のオフからオンへの切替を検出すると、通電電流プロファイルにしたがって上流側スイッチ５及び下流側スイッチ６を駆動し、ピーク電流及び定電流をインジェクタ２ａに通電する。インジェクタ２ａが通電すると、インジェクタ２ａが開弁し、インジェクタ２ａのニードルリフト量が上昇する（ｔ２）。このとき、インジェクタ２ａの噴射が通常噴射であるので、ニードルリフト位置は最大位置まで達して最大位置で保持される。

制御部３は、ＴＱ信号１をオンに保持している期間内でインジェクタ２ｃの微小噴射の噴射指令タイミングを特定すると、ＴＱ信号３をオフからオンに切替える（ｔ３）。通電制御部４は、ＴＱ信号３のオフからオンへの切替を検出すると、通電電流プロファイルにしたがって上流側スイッチ５及び下流側スイッチ６を駆動し、ピーク電流及び定電流をインジェクタ２ｃに通電する。

制御部３は、インジェクタ２ａの通常噴射及びインジェクタ２ｃの微小噴射の噴射停止タイミングを特定すると、ＴＱ信号１，３をオンからオフに切替える（ｔ４）。通電制御部４は、ＴＱ信号１，３のオンからオフへの切替を検出すると、インジェクタ２ａ，２ｃへの通電を停止する。インジェクタ２ａ，２ｃへの通電を停止すると、インジェクタ２ａ，２ｃの下流側電圧が発生する。このとき、閉弁時間カウンタ１１は、閉弁検出気筒がインジェクタ２ｃに指定されているので、ＴＱ信号３のオンからオフへの切替を検出すると、時間の計測を開始する。

又、インジェクタ２ｃが通電したことで、インジェクタ２ｃが開弁し、インジェクタ２ｃのニードルリフト量が上昇する（ｔ５）。このとき、インジェクタ２ｃの噴射が微小噴射であるので、ニードルリフト位置は最大位置まで達しない。

その後、インジェクタ２ａ，２ｃへの通電を停止したことで、インジェクタ２ａ，２ｃのニードルリフト量が低下し、インジェクタ２ａ，２ｃが閉弁すると、ニードルリフト位置が着座した際の磁束変化により起電力が発生し、インジェクタ２ａ，２ｃの下流側電圧に変曲点が発生する。このとき、閉弁検出回路１０は、閉弁検出気筒がインジェクタ２ｃに指定されているので、インジェクタ２ｃの下流側電圧の変曲点の発生を検出すると（ｔ６）、変曲点検出通知を閉弁時間カウンタ１１に出力する。

閉弁時間カウンタ１１は、閉弁検出回路１０から変曲点検出通知を入力すると、時間の計測を終了し、その計測した時間を閉弁時間として制御部３に出力する。制御部３は、閉弁時間カウンタ１１から閉弁時間を入力すると、その入力した閉弁時間と、過去に入力した閉弁時間とを併せ、予め記憶している学習アルゴリズムを用いて閉弁時間の学習を行う。

即ち、上記した構成では、４本のインジェクタ２ａ～２ｄによる４気筒の構成であるが、４本の気筒の中から閉弁検出気筒を指定する構成を設けたことで、閉弁検出回路１０を１系統のみの構成としながら、噴射がオーバーラップする際の閉弁時間の学習を適切に行うことができる。特に微小噴射するインジェクタを閉弁検出気筒として指定することで、微小噴射の閉弁時間の学習を適切に行うことができる。

次に、閉弁検出気筒を指定するパターンについて説明する。ここでは、閉弁検出気筒を指定するパターンとして、閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターン、閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル（３６０°ＣＡ）毎に切替えて指定するパターン、閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル（７２０°ＣＡ）毎に切替えて指定するパターンについて順次説明する。

（１）閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターン
閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターンでは、図３に示すように、制御部３は、インジェクタ２ａ～２ｄの噴射サイクルにしたがい、微小噴射を行う気筒を常に閉弁検出気筒に指定する。図３の例示では、噴射サイクル内において、インジェクタ２ｂ、インジェクタ２ａ、インジェクタ２ｃ、インジェクタ２ｄの順序を繰返して微小噴射するので、制御部３は、インジェクタ２ｂの微小噴射について閉弁を検出すると、閉弁検出気筒をインジェクタ２ｂからインジェクタ２ａに切替え（ｔ１１）、インジェクタ２ａの微小噴射について閉弁を検出すると、閉弁検出気筒をインジェクタ２ａからインジェクタ２ｃに切替え（ｔ１２）、インジェクタ２ｃの微小噴射について閉弁を検出すると、閉弁検出気筒をインジェクタ２ｃからインジェクタ２ｄに切替え（ｔ１３）、インジェクタ２ｄの微小噴射について閉弁を検出すると、閉弁検出気筒をインジェクタ２ｄからインジェクタ２ｂに切替える（ｔ１４）。これ以降、制御部３は、このようにインジェクタ２ｂ、インジェクタ２ａ、インジェクタ２ｃ、インジェクタ２ｄの順序で閉弁検出気筒を切替えるサイクルを繰返す（ｔ１５～ｔ２５）。即ち、制御部３は、インジェクタ２ｂの微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ａの微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｃの微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｄの微小噴射の閉弁時間を閉弁時間カウンタ１１から順次入力するサイクルを繰返す。

閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターンでは、微小噴射の閉弁時間を常に取得することができ、微小噴射の閉弁時間の学習速度を高めることができる。

（２）閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターン
閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターンでは、図４に示すように、制御部３は、インジェクタ２ａ～２ｄの噴射サイクルにしたがい、閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定する。図４の例示では、制御部３は、最初に噴射サイクルの１／２サイクル毎に閉弁検出気筒をインジェクタ２ａとインジェクタ２ｄとの間で交互に切替えるサイクルを繰返す（ｔ３１～３４）。即ち、制御部３は、インジェクタ２ａの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｄの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間を閉弁時間カウンタ１１から交互に入力するサイクルを繰返す。

制御部３は、続いて噴射サイクルの１／２サイクル毎に閉弁検出気筒をインジェクタ２ｂとインジェクタ２ｃとの間で交互に切替えるサイクルを繰返す（ｔ３５～３７）。即ち、制御部３は、インジェクタ２ｂの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｃの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間を閉弁時間カウンタ１１から交互に入力するサイクルを繰返す。

閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターンでは、後述する（３）閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターンと比較し、閉弁時間を取得する機会を多くし、検出頻度を高めることができ、インジェクタ２ａ～２ｄの故障等を適切に検出することができる。

（３）閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターン
閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターンでは、図５に示すように、制御部３は、インジェクタ２ａ～２ｄの噴射サイクルにしたがい、閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定する。図５の例示では、制御部３は、噴射サイクルの１サイクル毎に閉弁検出気筒をインジェクタ２ａ、インジェクタ２ｂ、インジェクタ２ｃ、インジェクタ２ｄの順序で切替えるサイクルを繰返す（ｔ４１～ｔ４４）。即ち、制御部３は、インジェクタ２ａの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｂの微小噴射及び通常噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｃの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間、インジェクタ２ｄの通常噴射及び微小噴射の閉弁時間を閉弁時間カウンタ１１から順次入力するサイクルを繰返す。

閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターンでは、前述した（２）閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターンと比較し、閉弁検出を空燃比制御等の他の制御と同期させ易くすることができる。

尚、制御部３は、上記した微小噴射に追従して指定するパターン、噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターン、噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターンを、１トリップ内において切替えても良い。制御部３は、例えばエンジンの始動直後では、微小噴射の閉弁時間の学習速度を高めるために閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターンを採用し、エンジンの始動直後から一定期間経過後では、検出頻度を高めるために閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターンを採用したり、閉弁検出を空燃比制御と同期させ易くするために閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターンを採用したりしても良い。又、これらのパターンとは別に、通常噴射に追従して指定するパターンを採用し、通常噴射の閉弁時間を常に取得するパターンを用いても良い。

以上に説明したように第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を得ることができる。噴射制御装置１において、４本の気筒の中から閉弁検出気筒を指定し、その指定した閉弁検出気筒について、ＴＱ信号のオンからオフへの切替タイミングから閉弁検出タイミングまでの閉弁時間を計測して学習を行うようにした。閉弁検出気筒を指定する構成を設けることで、閉弁検出回路１０の増加を未然に回避し、閉弁検出回路１０の増加によるコストアップの懸念を解消しつつ、閉弁時間の学習を適切に行うことができ、噴射量精度を適切に高めることができる。

噴射制御装置１において、微小噴射する気筒を閉弁検出気筒として指定することで、微小噴射の閉弁時間の学習を適切に行うことができる。
噴射制御装置１において、通常噴射する気筒を閉弁検出気筒として指定することで、通常噴射の閉弁時間の学習を適切に行うことができる。

噴射制御装置１において、次の閉弁検出気筒として指定する気筒が噴射していないときに、閉弁検出気筒を指定するようにした。噴射中の気筒を閉弁検出気筒として指定する事態を回避し、これから噴射する気筒を閉弁検出気筒として適切に指定することができ、閉弁時間の学習を適切に行うことができる。

噴射制御装置１において、閉弁検出気筒の閉弁を検出する毎に閉弁検出気筒を指定し、微小噴射に追従して閉弁検出気筒を指定することで、微小噴射の閉弁時間を常に取得することができ、微小噴射の閉弁時間の学習速度を高めることができる。

噴射制御装置１において、噴射サイクルの１／２サイクル（３６０°ＣＡ）毎に閉弁検出気筒を切替えて指定することで、検出頻度を高めることができ、インジェクタ２ａ～２ｄの故障等を適切に検出することができる。

噴射制御装置１において、噴射サイクルの１サイクル（７２０°ＣＡ）毎に閉弁検出気筒を切替えて指定することで、閉弁検出を空燃比制御等の他の制御と同期させ易くすることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図６から図１０を参照して説明する。第２実施形態は、昇圧スイッチング制御を行う点で前述した第１実施形態と異なる。閉弁検出時には微小な電圧変動を精度良く検出するためにノイズ源となる昇圧スイッチング制御を一定時間禁止しているが、背反として、１サイクル内の充電可能時間が減少する課題がある。この課題を解消するには、短時間で充電可能な高速充電回路を設ければ良いが、高速充電回路を設ける構成では、回路の大型化やコストアップという新たな問題が発生する。第２実施形態は、高速充電回路を不要としつつ、充電可能時間を確保する構成である。

噴射制御装置２１は、第１実施形態で説明した制御部３と、通電制御部４と、上流側スイッチ５と、下流側スイッチ６と、気筒指定回路７と、第１気筒指定スイッチ８と、第２気筒指定スイッチ９と、閉弁検出回路１０と、閉弁時間カウンタ１１とに加え、昇圧禁止帯生成部２２と、昇圧回路２３と、昇圧制御部２４と有する。

気筒指定回路７は、制御部３から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号を第１気筒指定スイッチ８及び第２気筒指定スイッチ９に出力すると共に、その入力した気筒指定信号を昇圧禁止帯生成部２２にも出力する。第１気筒指定スイッチ８は、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号により閉弁検出気筒を指定し、その指定した閉弁検出気筒に対応するＴＱ信号を閉弁時間カウンタ１１に出力すると共に、その指定した閉弁検出気筒に対応するＴＱ信号を昇圧禁止帯生成部２２にも出力する。

昇圧回路２３は、ピーク電流駆動用の昇圧電源を生成する回路であり、例えばインダクタ２５、スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ２６、電流検出抵抗２７、ダイオード２８及び昇圧コンデンサ２９を図示形態により接続し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２３は、図示した形態に限られず、様々な形態を適用しても良い。

昇圧制御部２４は、制御部３からシリアル通信経路を介して昇圧制御プロファイルを取得し、その取得した昇圧制御プロファイルを内部メモリに記憶する。昇圧制御部２４は、内部メモリに記憶している昇圧制御プロファイルにしたがい、昇圧回路２３の昇圧スイッチング制御を行う。

昇圧禁止帯生成部２２は、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号により閉弁検出気筒を特定し、第１気筒指定スイッチ８から入力するＴＱ信号により昇圧禁止帯を生成し、昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力する。具体的には、昇圧禁止帯生成部２２は、第１気筒指定スイッチ８から入力するＴＱ信号のオンからオフへの切替を検出すると、その時点を起点として一定時間において昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力し、閉弁検出気筒について昇圧スイッチング制御を禁止し、昇圧スイッチング制御を行わない。昇圧禁止帯生成部２２は、閉弁検出気筒以外の気筒について昇圧スイッチング制御を許可し、昇圧スイッチング制御を行う。

次に、上記した構成の作用について図７から図１０を参照して説明する。図７は、例えばインジェクタ２ａを閉弁検出気筒として指定した場合を例示している。
この場合、制御部３は、インジェクタ２ａを閉弁検出気筒として指定する旨の気筒指定信号を気筒指定回路７に出力する。気筒指定回路７は、制御部３から気筒指定信号を入力すると、その入力した気筒指定信号を第１気筒指定スイッチ８、第２気筒指定スイッチ９及び昇圧禁止帯生成部２２に出力する。第１気筒指定スイッチ８は、気筒指定回路７から気筒指定信号を入力すると、インジェクタ２ａに対応するＴＱ信号１を閉弁時間カウンタ１１及び昇圧禁止帯生成部２２に出力する。

制御部３は、インジェクタ２ａの通常噴射の噴射指令タイミングを特定すると、ＴＱ信号１をオフからオンに切替える（ｔ５１）。通電制御部４は、ＴＱ信号１のオフからオンへの切替を検出すると、通電電流プロファイルにしたがって上流側スイッチ５及び下流側スイッチ６を駆動し、ピーク電流及び定電流をインジェクタ２ａに通電する。インジェクタ２ａが通電すると、インジェクタ２ａが開弁し、インジェクタ２ａのニードルリフト位置が上昇する。

制御部３は、インジェクタ２ａの通常噴射の噴射停止タイミングを特定すると、ＴＱ信号１をオンからオフに切替える（ｔ５２）。通電制御部４は、ＴＱ信号１のオンからオフへの切替を検出すると、インジェクタ２ａｃへの通電を停止する。インジェクタ２ａへの通電を停止すると、インジェクタ２ａの下流側電圧が発生する。このとき、昇圧禁止帯生成部２２は、インジェクタ２ａが閉弁検出気筒として指定されているので、第１気筒指定スイッチ８から入力するＴＱ信号１のオンからオフへの切替を検出し、その時点を起点として一定時間において昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力し、閉弁検出気筒について昇圧スイッチング制御を禁止する（ｔ５２～ｔ５３）。

その後、制御部３は、インジェクタ２ｃの通常噴射の噴射指令タイミングを特定すると、ＴＱ信号３をオフからオンに切替える（ｔ５４）。通電制御部４は、ＴＱ信号３のオフからオンへの切替を検出すると、通電電流プロファイルにしたがって上流側スイッチ５及び下流側スイッチ６を駆動し、ピーク電流及び定電流をインジェクタ２ｃに通電する。インジェクタ２ｃが通電すると、インジェクタ２ａが開弁し、インジェクタ２ｃのニードルリフト位置が上昇する。

制御部３は、インジェクタ２ｃの通常噴射の噴射停止タイミングを特定すると、ＴＱ信号３をオンからオフに切替える（ｔ５５）。通電制御部４は、ＴＱ信号３のオンからオフへの切替を検出すると、インジェクタ２ｃへの通電を停止する。インジェクタ２ｃへの通電を停止すると、インジェクタ２ｃの下流側電圧が発生する。このとき、昇圧禁止帯生成部２２は、インジェクタ２ａが閉弁検出気筒として指定されているので、第１気筒指定スイッチ８から入力するＴＱ信号１のオンからオフへの切替を検出せず、昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力せず、閉弁検出気筒について昇圧スイッチング制御を禁止しない。

具体的に、第１実施形態で説明した閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターン、閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル（３６０°ＣＡ）毎に切替えて指定するパターン、閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル（７２０°ＣＡ）毎に切替えて指定するパターンについて、充電禁止帯を生成する態様を説明する。

閉弁検出気筒を微小噴射に追従して指定するパターンでは、昇圧禁止帯生成部２２は、図８に示すように、閉弁を検出する毎に昇圧禁止帯を生成し、その生成した昇圧禁止帯において昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力する（ｔ６１～ｔ７６）。閉弁検出気筒を噴射サイクルの１／２サイクル毎に切替えて指定するパターンでは、昇圧禁止帯生成部２２は、図９に示すように、閉弁を検出する毎に昇圧禁止帯を生成し、その生成した昇圧禁止帯において昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力する（ｔ８１～ｔ１０３）。閉弁検出気筒を噴射サイクルの１サイクル毎に切替えて指定するパターンでは、昇圧禁止帯生成部２２は、図１０に示すように、閉弁を検出する毎に昇圧禁止帯を生成し、その生成した昇圧禁止帯において昇圧制御禁止信号を昇圧制御部２４に出力する（ｔ１１１～ｔ１２２）。

以上に説明したように第２実施形態によれば、以下に示す作用効果を得ることができる。噴射制御装置２１において、閉弁検出気筒の閉弁を検出している期間では、閉弁検出気筒に対して昇圧スイッチング制御を行わず、閉弁検出気筒以外の気筒に対して昇圧スイッチング制御を行うようにした。閉弁検出気筒に対して昇圧スイッチング制御を行わないことで、ノイズ源を排除して微小な電圧変動を精度良く検出することができ、閉弁検出気筒以外の気筒に対して昇圧スイッチング制御を行うことで、高速充電回路を不要としつつ、充電可能時間を適切に確保することができる。

（その他の実施形態）
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例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、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

本開示に記載の制御部及びその手法は、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部及びその手法は、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部及びその手法は、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。

図面中、１，２１は噴射制御装置、３ａは通電指示切替部、３ｂは閉弁時間学習部、８は第１気筒指定スイッチ、９は第２気筒指定スイッチ、１０は閉弁検出回路（閉弁検出部）、１１は閉弁時間カウンタ（閉弁時間計測部）、２３は昇圧回路、２４は昇圧制御部である。

Claims

複数の燃料噴射弁の開弁及び閉弁を制御し、内燃機関に燃料を噴射する噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の通電を指示するための通電指示信号のオンオフを切替える通電指示切替部（３ａ）と、
前記複数の燃料噴射弁に対応する複数の通電指示信号の中から何れかを指定し、閉弁検出気筒を指定する第１気筒指定スイッチ（８）と、
前記燃料噴射弁の下流側電圧をモニタし、前記下流側電圧変化の変曲点の発生を検出することで閉弁を検出する閉弁検出部（１０）と、
前記複数の燃料噴射弁に対応する複数の下流側電圧の中から何れかを指定し、前記閉弁検出気筒を指定する第２気筒指定スイッチ（９）と、
前記閉弁検出気筒の噴射について、前記通電指示信号のオンからオフへの切替タイミングから前記閉弁検出部により閉弁が検出される閉弁検出タイミングまでの閉弁時間を計測する閉弁時間計測部（１１）と、
前記閉弁時間計測部により計測された閉弁時間の学習を行う閉弁時間学習部（３ｂ）と、を備える噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、複数の気筒の噴射が重なったときに、その噴射が重なった複数の気筒の中から何れかの気筒を前記閉弁検出気筒として指定する請求項１に記載した噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、その噴射が重なった複数の気筒の中から噴射時間が最も短い気筒を前記閉弁検出気筒として指定する請求項２に記載した噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、その噴射が重なった複数の気筒の中から噴射時間が最も長い気筒を前記閉弁検出気筒として指定する請求項２に記載した噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、次の閉弁検出気筒として指定する気筒が噴射していないときに、前記閉弁検出気筒を指定する請求項１から４の何れか一項に記載した噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、前記閉弁検出部が前記閉弁検出気筒の閉弁を検出する毎に前記閉弁検出気筒を指定する請求項１から５の何れか一項に記載した噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、噴射サイクルの１／２サイクル毎に前記閉弁検出気筒を切替えて指定する請求項１から５の何れか一項に記載した噴射制御装置。
前記第１気筒指定スイッチ及び前記第２気筒指定スイッチは、噴射サイクルの１サイクル毎に前記閉弁検出気筒を切替えて指定する請求項１から５の何れか一項に記載した噴射制御装置。
ピーク電流駆動用の昇圧電源を生成する昇圧回路（２３）と、
前記昇圧回路の昇圧スイッチング制御を行う昇圧制御部（２４）と、を備え、
前記昇圧制御部は、前記閉弁検出部が前記閉弁検出気筒の閉弁を検出している期間では、前記閉弁検出気筒に対して昇圧スイッチング制御を行わず、前記閉弁検出気筒以外の気筒に対して昇圧スイッチング制御を行う請求項１から８の何れか一項に記載した噴射制御装置。