JP7213627B2 - internal combustion engine controller - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control system.
近年の排気ガス規制強化に伴い、燃料噴射装置の最小噴射量の低減が求められている。最小噴射量を低減するための課題の一つとして、燃料噴射装置の個体差による噴射量バラつきの低減がある。このバラつきの低減のための技術として、例えば特許文献1に記載の技術が提案されている。この特許文献1の技術は、燃料噴射装置のソレノイドへの通電停止直後における端子電圧の検出信号から特定の周波数成分を抽出し、その特定の周波数成分に基づいて燃料噴射装置の弁体が弁座に着座する着座タイミングを推定する。そして、推定される着座タイミングに基づいて燃料噴射装置の実開弁時間が要求開弁時間に収束するように制御するものである。
With the tightening of exhaust gas regulations in recent years, there is a demand for a reduction in the minimum injection amount of fuel injection devices. One of the challenges in reducing the minimum injection amount is to reduce variations in the injection amount due to individual differences in fuel injection devices. As a technique for reducing this variation, for example, the technique described in
この特許文献1の技術では、着座タイミングに燃料噴射装置の特性が反映されるので、着座タイミングを検知して、これに基づいてフィードバック制御を行う。これにより、燃料噴射装置の個体差を補正することができる。特に、内燃機関の運転状態が一定である場合には効果が大きいと考えられる。一方で、内燃機関の運転状態が過渡的に変化する場合には、フィードバックが変化に追従できない虞があると考えられる。
In the technique disclosed in
本発明は、上記の点に鑑み、内燃機関の運転状態が変化する場合であっても燃料噴射装置を適正に制御することができる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an internal combustion engine control system capable of appropriately controlling a fuel injection device even when the operating state of the internal combustion engine changes.
上記の課題を解決するため、本発明の第1の態様に係る内燃機関制御装置は、内燃機関の燃料噴射装置を制御する内燃機関制御装置において、前記内燃機関制御装置は、CPUを備え、前記CPUは、前記燃料噴射装置を駆動したときの前記燃料噴射装置の弁体の加速度を計測する計測部と、前記加速度の個体差に基づき、前記燃料噴射装置に与えられる電圧又は電流に関する第1の物理量を補正する補正部とを備える。 In order to solve the above problems, an internal combustion engine control device according to a first aspect of the present invention is an internal combustion engine control device for controlling a fuel injection device of an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine control device comprises a CPU, The CPU comprises a measurement unit for measuring the acceleration of the valve body of the fuel injection device when the fuel injection device is driven, and a first measurement unit for measuring the voltage or current applied to the fuel injection device based on individual differences in the acceleration. and a correction unit that corrects the physical quantity.
本発明によれば、内燃機関の運転状態が変化する場合であっても燃料噴射装置を適正に制御することができる燃料噴射装置の制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device for a fuel injection device that can appropriately control the fuel injection device even when the operating state of the internal combustion engine changes.
以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, functionally identical elements may be labeled with the same numbers.
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、第1の実施の形態に係る内燃機関制御装置を説明する。図1は、第1の実施の形態に係る内燃機関制御装置と、制御対象とされる燃料噴射装置を有する内燃機関を示している。
[First embodiment]
First, referring to FIG. 1, an internal combustion engine control system according to a first embodiment will be described. FIG. 1 shows an internal combustion engine control device according to a first embodiment and an internal combustion engine having a fuel injection device to be controlled.
内燃機関100は、燃料噴射を制御する燃料噴射装置(インジェクタ)116を有しており、この燃料噴射装置116を含む内燃機関100を制御する装置として、ECU200と、制御回路300とが備えられている。ECU200は、内燃機関100の全体の制御を司る制御装置であり、制御回路300は、後述する燃料噴射装置116の制御を司る回路である。ECU200は、内部にメモリ201及びCPU202を備え、メモリ201内に内燃機関100の制御のためのコンピュータプログラムを格納している。
The
ECU200は、標準特性データ記憶部21、設定部22、計測部23、及び補正部24を備えている。標準特性データ記憶部21は、ECU200のメモリ201により構成され得る。設定部22、計測部23、及び補正部24は、ECU200のCPU202、制御のためのコンピュータプログラム、及び/又はCPU202の外にあるハードウエアにより構成され得る。
The
標準特性データ記憶部21は、ECU200の制御対象である内燃機関100内の燃料噴射装置116の標準の特性を表す標準特性データ(第1特性データ)を記憶する。標準特性データは、同一仕様の複数の燃料噴射装置116がある場合において、その複数の装置のいずれかの特性に従ったデータとして、標準特性データ記憶部21に記憶させることができる。標準特性データは、一例として、燃料噴射装置116を駆動するための駆動パルスSaのパルス幅Ti(第1の物理量)と、そのパルス幅Tiを与えた場合の弁体の閉弁時の加速度a(第2の物理量)との標準的な関係を示すデータとすることができる。標準特性データは、複数の燃料噴射装置の特性の分布のうち、略中央に近い特性とすることが好ましいが、これに限定されるものではない。
Standard characteristic
設定部22は、燃料噴射装置116を駆動するための駆動パルスSaのパルス幅Tiを設定する。
The
また、計測部23は、所定の条件で駆動したときの燃料噴射装置116の動作を計測して所定の物理量を取得する。
In addition, the
補正部24は、計測部23で得られた物理量、及び標準特性データ記憶部21に記憶される標準特性データに従い駆動パルスSaのパルス幅Tiを補正する。なお、内燃機関100はあくまでも一例であり、制御対象は図示されたものに限定されるものではない。内燃機関100は、一例としては、複数、例えば4個の気筒(#1~#4)を有した内燃機関とすることができる。図1は、複数の気筒のうちの1つの気筒のみを図示している。
The
内燃機関100は、一例として、エアクリーナ101、エアフローセンサ102、スロットル103、コレクタ104、吸気ポート105、シリンダ106、燃料タンク111、低圧ポンプ112、低圧配管113、高圧ポンプ114、高圧配管115、燃料噴射装置(インジェクタ)116、点火プラグ121、ピストン122、コネクティングロッド123、クランク軸124等を備えている。内燃機関100は、シリンダ106内に空気と燃料を取り込み、これらの混合気に点火プラグ121で着火し爆発させ、ピストン122を往復運動させる。この往復運動は、コネクティングロッド123等からなるリンク機構でクランク軸124の回転運動に変換され、自動車等を動かす駆動力となる。
The
空気は、エアクリーナ101で濾過された後、エアフローセンサ102により内燃機関100に取り入れられる空気の流量の計測を受けつつ、スロットル103で流量を調整され、コレクタ104、吸気ポート105を介してシリンダ106に流入する。
After the air is filtered by an
一方、燃料タンク内111の燃料は、低圧ポンプ112の駆動により低圧配管113に送られる。低圧配管113の燃料は、高圧ポンプ114の駆動により高圧配管115に送られ、高圧配管115内の燃料は高圧に維持される。高圧配管115の出口には燃料噴射装置116が取り付けられ、高圧の燃料の噴射が制御される。後ほど図2を用いて説明するように、燃料噴射装置116内にはソレノイド(図2で説明する)が設けられており、このソレノイドに電流を流すことで、燃料噴射装置116の弁体が開き、燃料が噴射される。
On the other hand, the fuel in the
次に、燃料噴射装置116の構造の一例を、図2の断面図を参照して説明する。燃料噴射装置116は、一例として、ハウジング201、コア202、ソレノイド203、弁体204、アンカー205、弁座206、セットスプリング207、スプリングアジャスタ208を備えて構成され得る。
Next, an example of the structure of
ハウジング201は、燃料噴射装置116の筐体を構成し、ハウジング201内にはコア202が固定されている。コア202の周囲には、ソレノイド203が配置されている。弁体204は、ハウジング201の中心軸を長手方向として配置され、ハウジング201の中心軸に沿って移動可能に配置されている。また、アンカー205は、コア202の下端に、ゼロスプリング210を介して接続されている。アンカー205の中心軸には貫通穴が形成されており、この貫通穴に沿って弁体204は移動可能に配置されている。なお、アンカー205の弁座206側への移動は、ハウジング201の内部に設けられたストッパ211により規制される。
A
一方、弁体204の上端には、弁体204を弁座206の方向に押すセットスプリング207が配置される。また、セットスプリング207の上方には、スプリングアジャスタ208がコア202の内部に沿って固定的に配置されている。スプリングアジャスタ208は、コア202内でその上下の位置を調整することができ、これによりセットスプリング207の弾性力を調整する。内燃機関100の運転時には、ハウジング201の内部は燃料で満たされており、ソレノイド203に電流が流れるとアンカー205がソレノイド203に吸引されて、弁体204の下端が弁座206から離れる。これにより、弁体204によって塞がれていた弁座206の噴孔209から燃料が噴射される。ソレノイド203の電流が遮断されると、燃料噴射の終了後にアンカー205はゼロスプリング210の弾性力に抗して下降して初期位置に戻る。
On the other hand, a
次に、図3の回路図を参照して、燃料噴射装置116を制御する制御回路300の構成の具体例を説明する。
燃料噴射装置300は、一例として、スイッチング素子としてのトランジスタ301~303、シャント抵抗304、ダイオード305~308、コンデンサ309、昇圧回路310、電源311、及びスイッチ制御回路312を備えて構成される。
Next, a specific example of the configuration of the
The
トランジスタ301は、ノードN1とN2との間にダイオード307と直列に電流経路を形成するように接続される。ノードN1には、電源311により供給されるバッテリ電圧Vbatを更に昇圧させた昇圧電圧Vboostが供給される。ダイオード307は、ノードN1からN2に向かう方向を順方向として接続されている。ダイオード305は、ノードN2と接地端子との間に、接地端子側からノードN2に向かう方向を順方向として接続されている。
一方、トランジスタ302は、ノードN3とノードN2との間に、ダイオード306と直列に電流経路を形成するように接続される。ダイオード306は、ノードN3からN2に向かう方向を順方向として接続されている。昇圧回路310は、ノードN3の電圧を入力電圧として、ノードN1に昇圧電圧Vboostを出力するように接続されている。ノードN1と接地端子との間にはコンデンサ309が接続され、昇圧電圧Vboostが充電される。また、ノードN1とノードN4との間には、ダイオード308が、ノードN4からN1に向かう方向を順方向として接続されている。ノードN2とノードN4との間には、端子350と351を介して、前述のソレノイド203が接続される。
また、ノードN4と接地端子との間には、トランジスタ303とシャント抵抗304とが直列に接続される。
On the other hand,
A
スイッチ制御回路312は、トランジスタ301~303のベースに接続され、トランジスタ301~303の導通制御を司る。スイッチ制御回路312には、前述のECU200から駆動パルスSaが供給されるとともに、設定部メモリ321~323から基準データが供給される。設定値メモリ321は、昇圧電圧Vboostを印加する時間Tpを記憶する。設定値メモリ322は、昇圧電圧Vboostの印加を打ち切った後、バッテリ電圧Vbatを与えるまでの隙間時間T2を記憶する。設定値メモリ323は、バッテリ電圧Vbatをスイッチングすることで流す保持電流Ihを記憶する。設定値メモリから供給することのできるデータは一例であって、上記のものに限定されるものではない。
なお、図示は省略しているが、端子351とダイオード308のアノードとの間にはツェナーダイオードを接続することができる。還流する電流の電圧を上昇させることで、コンデンサ309に対して還流が起こりやすくされる。
The
Although not shown, a Zener diode can be connected between the terminal 351 and the anode of the
なお、一例として、昇圧回路310は、通常12~14Vのバッテリ電圧Vbatを昇圧電圧Vboostまで昇圧し、昇圧電圧Vboostは、例えば40~65V程度とすることができる。昇圧電圧Vboostは、弁体204をセットスプリング207の弾性力に抗して急速に開弁させることを可能にするため、バッテリ電圧Vbatより高い電圧に設定される。一方、バッテリ電圧Vbatは、弁体204の開弁状態を維持することができればよいため、昇圧電圧Vboostより低い電圧であってよい。
As an example, the
次に、図4のタイミングチャートを参照して、この制御装置300を用いて燃料噴射装置116を制御する手順を説明する。なお、図4は、弁体204をフルリフトさせる場合(弁体204をコア202に衝突させる場合)の制御手順を示している。
Next, the procedure for controlling
ECU200から制御装置300にパルス幅Tiの駆動パルスSaが送られると、時刻t1における駆動パルスSaの立ち上がりに同期して、スイッチ制御回路312は、トランジスタ301及び303を導通状態(ON)に切り替える(時刻t1)。すると、ソレノイド203の端子350~351間には昇圧回路310で昇圧された昇圧電圧Vboostが印加され、ソレノイド203の両端子350、351の間の電流Isが次第に大きくなる。
When the driving pulse Sa having the pulse width Ti is sent from the
電流Isが次第に大きくなると、これに伴ってソレノイド203が発生させる磁界も大きくなる。磁界によってアンカー205をコア202に引き付ける磁気吸引力がゼロスプリング210の弾性力より大きくなると、アンカー205は、図4の「変位H」のグラフに示すように、コア202の方向に動き出す(時刻t2)。なお、図2の「変位H」のグラフにおいて、実線はアンカー205の変位を示しており、破線は弁体204の変位を示している。
アンカー205は、動作開始前の初期位置においては、ゼロスプリング210の弾性力によってストッパ211に押し付けられ、アンカー205とストッパ211とは接触している。
一方、初期位置にあるアンカー205の上面と、弁体204の突起部204tとの間には隙間がある。この隙間を埋めるまでアンカー205が上昇すると、弁体204はアンカー205により持ち上げられ始める。これにより、噴孔209から燃料が流れ出し始める(時刻t3)。なお、初期位置から移動開始から突起部204tとアンカー205との接触までの動作を、予備ストロークと言う。
As the current Is gradually increases, the magnetic field generated by the
At the initial position before starting operation, the
On the other hand, there is a gap between the upper surface of the
時刻t1にソレノイド203に電流Isを流し始めてから、設定値メモリ321に記憶してある時間Tpが経過すると、制御回路300内のスイッチ制御回路312は、トランジスタ301とトランジスタ303を非導通状態(OFF)に切り替える(時刻t4)。時間Tpは通常、アンカー205がコア202に衝突するよりも前のタイミングでトランジスタ301と303をOFFに切り替え可能な程度の長さに設定される。これはアンカー205がコア202に衝突するときの勢いを必要以上に大きくしないようにすることが好ましいためである。
When the time Tp stored in the
トランジスタ301と303が時刻t4において非導通状態(OFF)にされると、それまでトランジスタ303及びシャント抵抗304を通って接地端子に流れ込んでいた電流Isが、ダイオード308を通ってコンデンサ309に流れ込む。ソレノイド203のコイルに発生する逆起電力により、ソレノイド203の端子間電圧Vs(時刻t4~t5)は時刻t4より前とは逆方向となり、端子351の電圧が端子350の電圧よりも高くなる。つまり、ソレノイド203に加わる電圧Vsは負の値をとる。
When the
一方、時刻t4においてトランジスタ301、303をOFFに切り替えた後、設定値メモリ322に記憶している時間T2が経過すると、スイッチ制御回路312は、トランジスタ302とトランジスタ303を導通状態(ON)に切り替える。これにより、電源311からの電流は、トランジスタ302、ダイオード306、ソレノイド203、トランジスタ303、及びシャント抵抗304を流れ、ソレノイド203の両端子350及び351の間には、バッテリ電圧Vbatが印加される(時刻t5)。バッテリ電圧Vbatは、前述の昇圧電圧Vboostよりも小さいが、弁体204とアンカー205がコア202に接触している状態を維持可能な程度の電圧である。
On the other hand, after the
また、このとき、シャント抵抗304に生じる電圧が図示しない電圧計により計測され、これによりソレノイド203に流れる電流Isの値が計測される。そして、この電流Isが設定値メモリ323に記憶されている電流値Ihになるよう、トランジスタ302をON-OFFするデューティ比がスイッチ制御回路312により制御される。
Also, at this time, the voltage generated across the
その後、駆動パルスSaは、時刻t1から時間Ti経過後の時刻t6において立ち下がる。駆動パルスSaの立下りに同期して、トランジスタ302と303も非導通状態(OFF)に切り替わる。すると、ソレノイド203を流れる電流Isは急速に減衰し、コア202の磁気吸引力は減衰し、弁体204とアンカー205はセットスプリング207の弾性力に押されて弁座206方向へ移動(下降)を開始する。
After that, the drive pulse Sa falls at time t6 after a lapse of time Ti from time t1. The
またこのとき、電流Isは、時刻t6より前の時点では、ソレノイド203からトランジスタ303と抵抗304を通って接地端子に流れているが、時刻t6以降は、ダイオード308を介してコンデンサ309に流れる。このため、ソレノイド203には逆起電力が掛かり、時刻t6以降、電圧Vsは再び負の値となる。電流Isが0に収束すると徐々に電圧Vsも徐々に0に近づく。やがて、弁体204は弁座206に達し、噴孔209からの燃料の噴出も停止する(時刻t7)。
At this time, the current Is flows from the
弁体204と弁座206は所定の弾性を有するので、弁体204が弁座206に達した後も、弾性変形により弁体204は弁座206の方向に移動を続ける。しかし、弁体204がある程度弁座206の方向に移動したところで弁体204と弁座206の弾性変形が元の状態に戻り始める。このときアンカー205は弁体204から離れて慣性で弁座206の方向に移動を継続する(時刻t8)。
Since the
時刻t8までは、アンカー205には弁体204を通してセットスプリング207の弾性力と燃圧の力が掛かっているが、時刻t8以降は、アンカー205と弁体204が離れることにより、これらの力はかからなくなる。そのため、アンカー205の加速度は急激に減少する。アンカー205の加速度が変化すると、アンカー205の動きによりソレノイド203に発生する逆起電力が変化し、ソレノイド203の電圧Vsに変曲点が発生する(時刻t8)。
The elastic force of the
アンカー205は弁体204から離れた後も、慣性により弁座206方向に移動を続けるが、やがてストッパ211に衝突する。この衝突によって、アンカー205の加速度は急変するので、ソレノイド203に発生する逆起電力が変化し、ソレノイド203の電圧Vsに変曲点が発生する(時刻t9)。以上が、制御回路300による燃料噴射装置116の制御の手順である。
Even after the
図4は、前述のように、弁体204をフルリフト(弁体204をコア202に衝突させる動作モード)させる場合の制御方法である。内燃機関100を微小噴射させる際は、弁体204をハーフリフト(弁体204をコア202などの他の構成要素に衝突させない程度に弁体204を駆動させる動作モード)させるように燃料噴射装置116を制御する。このハーフリフトの制御方法を図5を用いて説明する。
FIG. 4 shows a control method when the
ECU200から制御回路300にパルス幅Tiの駆動パルスSaが時刻t1に送られると、この立ち上がりに同期し、スイッチ制御回路312は、トランジスタ301とトランジスタ303を導通状態(ON)にする(時刻t1)。そうすると、ソレノイド203の端子350及び351の間には、昇圧回路310で昇圧された電圧Vboostが印加され、電流Isが次第に流れ始める。
When a drive pulse Sa having a pulse width Ti is sent from the
電流Isが次第に大きくなると、これに伴ってソレノイド203が発生させる磁界も大きくなる。磁界によってアンカー205をコア202に引き付ける磁気吸引力がゼロスプリング210の弾性力より大きくなると(時刻t2)、アンカー205は、図5の「変位H」のグラフに示すように、コア202の方向に動き出す。アンカー205は、動作開始前の初期位置においては、ゼロスプリング210の弾性力によってストッパ211に押し付けられ、アンカー205とストッパ211とは接触している。
As the current Is gradually increases, the magnetic field generated by the
フルリフトの場合と同様に、初期位置にあるアンカー205の上面と、弁体204の突起部204tとの間には隙間がある。予備ストロークにより、この隙間を埋めるまでアンカー205が上昇すると、弁体204はアンカー205により持ち上げられ始める。これにより、噴孔209から燃料が流れ出し始める(時刻t3)。
As in the case of full lift, there is a gap between the upper surface of the
時刻t1~t3の動作はフルリフトの場合(図4)と略同様であるが、ハーフリフトのときは、駆動パルスSaのパルス幅Tiは、設定値メモリ321に記憶してあるTpよりも短くされ、時刻t1+Tpよりも前の時刻t10で駆動パルスSaが立下り、トランジスタ303とトランジスタ301は非導通状態(OFF)に切り替えられる。すると弁体204はフルリフトする前、換言すれば弁体204とコア202が衝突する前に下降を始め、時刻t11で弁体204は弁座206に達する。その後、弁体204はこの位置で停止し、アンカー205のみ運動を続ける。このときの弁体204の変位の軌跡は、図5に示すように放物線を描く。また、フルリフトのときと同様に、弁体204が弁座206に到達した時刻t11で電圧Vsに変曲点が発生する。
The operation from time t1 to t3 is substantially the same as in the case of full lift (FIG. 4), but in the case of half lift, the pulse width Ti of drive pulse Sa is shorter than Tp stored in set
従来の技術は、閉弁時間長Tb(駆動パルスSaの立ち上がりの時刻から、弁体204が弁座206に到達する時刻までの間の時間。図4ではTb=t7-t1、図5ではTb=t11-t1)を検出し、その閉弁時間長Tbに従って駆動パルスSaのパルス幅Tiを補正することにより、燃料噴射装置116の個体差を補正していた。この技術を適用する際に解決すべき課題は、検知された閉弁時間長Tbから、駆動パルスTiをどのように決めるかである。
In the conventional technology, the valve closing time length Tb (the time from the time when the drive pulse Sa rises to the time when the
例えば、閉弁時間長Tbの目標値Tbtが一定であれば、図6のようなPIDフィードバック制御を行うことで、検知された閉弁時間長Tbが目標値Tbtに収束するように駆動パルス幅Tiを制御することができる。しかし、内燃機関の負荷は常に変動しているため、目標値Tbtは常に変動する。そのため、PIDフィードバック制御では、望ましい駆動パルス幅Tiの制御を実現することは困難である。 For example, if the target value Tbt of the valve closing time length Tb is constant, by performing PID feedback control as shown in FIG. Ti can be controlled. However, since the load of the internal combustion engine always fluctuates, the target value Tbt always fluctuates. Therefore, it is difficult to achieve desirable control of the driving pulse width Ti with PID feedback control.
そこで、この第1の実施の形態では、閉弁時間長Tbに基づいて燃料噴射装置116の個体差を推定し、個体差に基づいて駆動パルスSaのパルス幅Tiを補正する。
Therefore, in the first embodiment, the individual difference of the
この第1の実施の形態の意義を説明するために、最初に、パルス幅Tiを複数の値に変化させたときのソレノイド203の電流Is、及び弁体204の変位を考察する。例えば、図7(a)に示すように、駆動パルスSaのパルス幅TiをTi1、Ti2、Ti3(Ti1<Ti2<Ti3)と3通りに、いずれも弁体204がいわゆるハーフリフトとなるように(弁体204がコア202に衝突しない程度に)変位させた場合、電流Isは、パルス幅Tiが大きいほど、電流Isの最大値も大きく、電流Isが流れている期間も長くなる。
In order to explain the significance of this first embodiment, first consider the current Is of the
一方、弁体204の動作は、図7(b)に示すように、いずれも放物運動となる。放物運動の放物線の高さ(弁体204のリフト量の最大値)及び幅(弁体204の開弁から閉弁までの時間)はパルス幅Tiの大きさによって異なり、パルス幅Tiが大きいほど、放物線の高さ及び幅も大きくなる。それぞれの放物運動のグラフ(図7)から分かるように、弁体204が開弁する際の初速度voは、パルス幅Tiによらず略一定である(vo1≒vo2≒vo3)。しかし、弁体204の放物運動の加速度aは、パルス幅Tiによって異なり(a1<a2<a3)、パルス幅Tiが大きいほど、加速度aの値は小さくなる傾向にある。閉弁時の加速度aとパルス幅Tiとの関係は図8のグラフに示すようになる。なお、閉弁時の加速度aは、閉弁方向(下降方向)の弁体204の加速度を正としている。
On the other hand, the motion of the
しかし、この図8のTi-a曲線は、燃料噴射装置116の個体によって変化する。すなわち、標準的な燃料噴射装置116のTi-a曲線は図8の曲線CtiaSのようになる場合において、(標準的な燃料噴射装置とは異なる)個体特性を有する燃料噴射装置116のTi-a曲線は、個体によってこの標準的なTi-a曲線CtiaSとは異なるものとなる。
However, the Ti-a curve in FIG. 8 changes depending on the individual
燃料噴射装置116の個体差の要因には様々な要因があるが、セットスプリング207の弾性力Fspが支配的であると考える。セットスプリング207の弾性力Fspが異なる3つの燃料噴射装置(標準的な燃料噴射装置も含む)のTi-a曲線を示すと、図9のような曲線Ctia1、Ctia2、CtiaSのようになる。この3本のTi-a曲線CtiaS、Ctia1、Ctia2は、曲線の形状は略同一であり、加速度aの軸(縦軸)の方向に平行移動させた関係にある。換言すれば、個体差としてのセットスプリング207の弾性力Fspの差異は、Ti-a曲線を平行移動させるのみであり、Ti-a曲線の形状は不変とみなすことができる。その理由は、セットスプリング207の弾性力Fspが増減すると、その弾性力Fspの増減分ΔFspを弁体204の質量とアンカー205の質量の和で除算した値が加速度aの増減分として現れるからである。
Although there are various factors that cause individual differences in the
この第1の実施の形態では、Ti-a曲線の形状が個体差によらず一定であり、個体差の違いにより縦軸方向に平行移動するという事実に着目し、制御対象ごとにTi-a曲線を特定し、これに基づきパルス幅Tiの補正を行う。この方法では、検出された個体差に従い標準のTi-a曲線(第1特性データ)を平行移動させることで、その燃料噴射装置に固有のTi-a曲線(第2特性データ)を特定する。そして、得られた固有のTi-a曲線に基づき、パルス幅Tiを補正する。 This first embodiment focuses on the fact that the shape of the Ti-a curve is constant regardless of individual differences, and that it moves in parallel in the vertical axis direction due to individual differences. A curve is identified and based on which the pulse width Ti is corrected. In this method, a standard Ti-a curve (first characteristic data) is translated in accordance with the detected individual difference to specify a Ti-a curve (second characteristic data) specific to the fuel injection device. Then, the pulse width Ti is corrected based on the obtained unique Ti-a curve.
個体差の特定の方法としては様々な方法が考え得るが、ここでは、駆動パルスSaのパルス幅Tiを所定の値に設定して弁体204をハーフリフトさせた場合における弁体204の加速度aを個体差として求める。
弁体204の加速度aを求めるために、弁体204及びアンカー205がいわゆるハーフリフトするようなパルス幅Tiを与え、弁体204及びアンカー205を放物運動させる。弁体204が開弁するタイミング(時刻)をta’、閉弁するタイミング(時刻)をtb、弁体204の初速度をvoとすると、加速度aは次の式で表される。
Various methods are conceivable as a method of identifying the individual difference, but here, the pulse width Ti of the driving pulse Sa is set to a predetermined value and the acceleration a of the
In order to obtain the acceleration a of the
アンカー205が弁体204の突起部204tに接触するまでの間のアンカー205の移動(予備ストローク)では、アンカー205はセットスプリング207の弾性力Fspや燃圧力の影響を受けない。このため、タイミングta’は個体差、燃圧やパルス幅Tiの影響を受けず略一定である。従って、タイミングta’は、予め定数として取得しておく。例えば、予め測定するか、設計値に基づいてコンピュータシミュレーションにより取得する。取得された値ta’は、ECU200又は制御回路300に記憶させる。
During the movement (preliminary stroke) of the
また、初速度voも予備ストローク中のアンカー205の運動によって決まるため、セットスプリング207の弾性力Fspや燃圧の影響を受けない。従って、初速度voも測定やコンピュータシミュレーションにより予め定数として取得し、ECU200又は制御回路300に記憶させることができる。
従って、閉弁のタイミングtbを所定の方法に基づき求め、この求められた閉弁のタイミングtbを[数1]に代入することで、加速度aを求める。
Also, since the initial velocity vo is also determined by the movement of the
Therefore, the acceleration a is obtained by obtaining the valve closing timing tb based on a predetermined method and substituting the obtained valve closing timing tb into [Expression 1].
図10に示すように、閉弁のタイミングtbは、閉弁の際にアンカー205がストッパ211に衝突した際の衝撃により発生する電圧Vsの変曲点のタイミングにより検出する。電圧Vsの変曲点は、燃料噴射装置のソレノイドの端子間電圧Vs自体を測定して特定しても良いし、例えば別の電圧、例えばシャント抵抗304の両端電圧を計測して特定することもできる。こうしてタイミングtbが求められると、[数1]に従い加速度aを算出することができる。
As shown in FIG. 10, the valve closing timing tb is detected by the timing of the inflection point of the voltage Vs generated by the impact when the
加速度aが算出されると、この加速度aの標準値からの偏差Δaと、標準特性データ記憶部21に記憶された標準特性データ(Ti-a曲線CtiaS)とに基づいて、対象の燃料噴射装置に固有のTi-a曲線が同定される。ここで、偏差Δaは、加速度の個体差であり、補正部24は、個体差を検出する。この具体的な手順を、図11及び図12を参照して説明する。標準特性データ記憶部21に記憶されている標準特性データ即ちTi-a曲線CtiaS(関数a=f(Ti))は、例えば図11のように表すことができる。もし、対象の燃料噴射装置が標準のTi-a曲線CtiaSに従った特性を有しており、パルス幅Ti=Ti*の駆動パルスSaを印加された場合、加速度aは、標準のTi-a曲線CtiaS上の値ao(=f(Ti*))となる。
When the acceleration a is calculated, the target fuel injection device is adjusted based on the deviation Δa from the standard value of the acceleration a and the standard characteristic data (Ti-a curve CtiaS) stored in the standard characteristic
しかし、対象の燃料噴射装置の特性は、標準のTi-a曲線とは異なるので、パルス幅Ti=Ti*の駆動パルスSaを印加されたとしても、閉弁時の加速度aはaoとはならず、異なる値となる。本実施の形態では、この計測された加速度aの値と、標準のaoとの偏差Δa(=a-ao)を算出し、対象の燃料噴射装置に固有のTi-a曲線を同定する。対象の燃料噴射装置のTi-a曲線は、標準のTi-a曲線CtiaSをΔaだけ縦軸方向に平行移動させた曲線として同定される。 However, since the characteristics of the target fuel injection device are different from the standard Ti-a curve, even if the drive pulse Sa with the pulse width Ti=Ti* is applied, the acceleration a at the time of valve closing will not be ao. different values. In the present embodiment, the deviation Δa (=a−ao) between the value of the measured acceleration a and the standard ao is calculated to identify the Ti-a curve unique to the target fuel injection device. The Ti-a curve for the subject fuel injector is identified as the standard Ti-a curve CtiaS translated vertically by Δa.
なお、図21に示すように、内燃機関100が4気筒エンジンである場合には、4気筒の中の4本の燃料噴射装置116にそれぞれパルス幅Ti*の駆動パルスSaを印加し、その際の4本の燃料噴射装置116の各々の弁体204の加速度a1*、a2*、a3*、a4*を検知する。
個体差Δaj(j=1~4)は、図12に示すように下記の[数2]のように求められる。
As shown in FIG. 21, when the
The individual difference Δaj (j=1 to 4) is obtained by the following [Equation 2] as shown in FIG.
対象の燃料噴射装置116に固有のTi-a曲線が同定されると、続いて、このTi-a曲線に従い、パルス幅Tiの補正が行われる。この具体的な方法の一例を図13を参照して説明する。
Once the Ti-a curve specific to the
まず、図13(a)に示すように、標準特性に従った燃料噴射装置に与えられる駆動パルスSaのパルス幅Tiと、目標噴射量Qとの関係を示すTi-Q曲線から、目標噴射量Qtarを噴射するのに必要な駆動パルス幅Ti_tarを求める。 First, as shown in FIG. 13(a), from the Ti-Q curve showing the relationship between the pulse width Ti of the drive pulse Sa given to the fuel injection device according to the standard characteristics and the target injection amount Q, the target injection amount Obtain the drive pulse width Ti_tar required to inject Qtar.
図13(b)に示すように、標準のTi-a曲線CtiaSを、縦軸の方向にΔa平行移動して、対象の燃料噴射装置のTi-a曲線CtiaTが得られる。なお、標準のTi-a曲線CtiaSが関数a=f(Ti)で表される場合、このTi-a曲線CtiaTは関数a=f(Ti)+Δaで表すことができる。 As shown in FIG. 13(b), the standard Ti-a curve CtiaS is translated by Δa in the direction of the vertical axis to obtain the Ti-a curve CtiaT of the target fuel injection device. Incidentally, when the standard Ti-a curve CtiaS is represented by the function a=f(Ti), this Ti-a curve CtiaT can be represented by the function a=f(Ti)+Δa.
そして、図13(c)に示すように、標準のTi-a曲線CtiaSと、対象の燃料噴射装置のTi-a曲線CtiaTとに基づき、駆動パルスSaの補正値Ti_compを算出する。その手順を以下に述べる。
(1)標準の燃料噴射装置にパルス幅Ti=Ti_tarの駆動パルスSaを与えたときの加速度a_tar(=f(Ti_tar))を、標準のTi-a曲線CtiaSに基づいて算出する。
(2)対象の燃料噴射装置に関し求められた固有のTi-a曲線CtiaTに基づき、対象燃料噴射装置で加速度a_tarを実現するためのパルス幅Ti_compを求める。パルス幅Ti_compは、以下の[数3]を解くことで求めることができる。
Then, as shown in FIG. 13(c), the correction value Ti_comp of the drive pulse Sa is calculated based on the standard Ti-a curve CtiaS and the Ti-a curve CtiaT of the target fuel injection device. The procedure is described below.
(1) Acceleration a_tar (=f(Ti_tar)) when a drive pulse Sa with a pulse width Ti=Ti_tar is applied to a standard fuel injection device is calculated based on a standard Ti-a curve CtiaS.
(2) Find the pulse width Ti_comp for realizing the acceleration a_tar in the target fuel injection device based on the Ti-a curve CtiaT determined for the target fuel injection device. The pulse width Ti_comp can be obtained by solving [Equation 3] below.
別の方法としては、標準のTi-a曲線CtiaSの点(Ti、a)=(Ti_tar、a_tar)における傾きK=da/dTiを用いて、下記の[数4]に従ってパルス幅Ti_compを近似的に求めても良い。 Alternatively, the slope K=da/dTi at the point (Ti, a)=(Ti_tar, a_tar) of the standard Ti-a curve CtiaS can be used to approximate the pulse width Ti_comp according to [Equation 4] below. You can ask for
以上説明したように、第1の実施の形態の内燃機関制御装置によれば、このように求められたパルス幅Ti_compの駆動パルスSaをECU200において生成して制御回路300に供給することにより、燃料噴射装置の個体差を補正して、高精度な噴射量制御を実現することができる。
As described above, according to the internal combustion engine control apparatus of the first embodiment, the
特に、計測部23において、ある限られた運転状態(特定の駆動パルス幅Ti)で対象の燃料噴射装置の特性を検出し、それに基づいて全運転領域での対象の燃料噴射装置の個体差を補正することができる。なぜならば、Ti-a曲線は、燃料噴射弁の個体によって異なるものの、その違いの原因としてはセットスプリング207の弾性力Fspが支配的であるため、Ti-a曲線の個体差は、加速度方向の平行移動で表すことができるからである。このことにより、ある1つの動作点で固定差を特定すれば、他の動作点でTi-a曲線を推測することができる。これにより、燃料噴射装置の噴射量のバラつきが低減され、排気ガス量の低減及び燃費の向上を図ることができる。
In particular, the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関制御装置を説明する。第1の実施の形態の内燃機関制御装置は、上述したように、燃料噴射装置の個体差としてセットスプリング207の弾性力Fspのような機械的特性のバラつきを想定し、その機械的特性の個体差を補正するものである。これに対し、第2の実施の形態の内燃機関制御装置は、そのような機械的特性に加え、電気的特性に関する個体差も同時に補正することを可能にしたものである。電気的特性の個体差は、ソレノイド203のインダクタンスのバラつき、配線等の抵抗のバラつき、昇圧電圧Vboostのバラつき、コンデンサ309の容量のバラつきなどを含む。
[Second embodiment]
Next, an internal combustion engine control system according to a second embodiment of the invention will be described. As described above, the internal combustion engine control system of the first embodiment assumes variations in mechanical characteristics such as the elastic force Fsp of the
図14は、第2の実施の形態に係る内燃機関制御装置と、制御対象とされる燃料噴射装置を有する内燃機関を示している。図1と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、以下ではその詳細な説明は省略する。 FIG. 14 shows an internal combustion engine control system according to a second embodiment and an internal combustion engine having a fuel injection device to be controlled. The same reference numerals are given to the same components as in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted below.
第2の実施の形態の標準特性データ記憶部21は、第1の実施の形態における標準のTi-a曲線のデータに代えて、電流積分値IIと加速度aの関係を記憶している。電気的特性のバラつきは電流積分値IIに反映されるので、駆動パルスの長さTiの代わりに電流積分値IIを用いることで、電気的特性のバラつきに対応する。また、設定部22では、駆動パルスSaのパルス幅を設定することに代えて、又はこれに加えて、ソレノイド203に流れる電流Isの電流積分値を設定する。計測部23では、所定の電流積分値の電流をソレノイド203に与えた場合の弁体204の加速度aを計測する。また、補正部24では、その電流積分値を補正する。また、この第2の実施の形態では、ECU200において、駆動パルスSaのパルス幅Tiを調整するパルス調整部25が備えられている。パルス調整部25は、電流Isを積分する積分器25Aと、積分器25Aの電流積分値と、目標の積分値とを比較する比較器25Bとを備える。
The standard characteristic
図15Aの上側のグラフは、昇圧電圧Vboostが65Vの場合と60Vの場合とにおける、パルス幅Tiと燃料噴射装置の噴射量Qとの関係を示すグラフ(Ti-Q曲線)である。また、図15Aの下側のグラフは、所定のパルス幅Ti(一定)の駆動パルスSaを制御回路300に与えた場合における、電流Isの時間的変化を示すグラフである。昇圧電圧Vboostの値の違い(65V、60V)によって、Ti-Q曲線の形状が変化し、また、電流Isについても、その最大値等が変化していることが分る。
The upper graph in FIG. 15A is a graph (Ti-Q curve) showing the relationship between the pulse width Ti and the injection amount Q of the fuel injection device when the boost voltage Vboost is 65V and 60V. The lower graph in FIG. 15A is a graph showing temporal changes in the current Is when a driving pulse Sa with a predetermined pulse width Ti (constant) is applied to the
一方、図15Bの上側のグラフは、駆動パルスSaによりソレノイド203に流れる駆動電流Isの立ち上がりから立下りまでの期間における電流積分値II=∫Idtと燃料噴射装置の噴射量Qとの関係を示すグラフ(II-Q曲線)である。このグラフから、電流積分値IIと噴射量Qの関係は昇圧電圧の影響を受けないことが分かる。この電流積分値IIは、図15Bの下側のグラフの、それぞれの電圧の場合の斜線部の面積により表される。また、図15Bの下側のグラフは、昇圧電圧Vboostの値は異なった場合(65V、60V)でも電流積分値IIが一定となるように電圧を印加した場合における電流Isを示すグラフである。
On the other hand, the upper graph in FIG. 15B shows the relationship between the current integral value II=∫Idt and the injection amount Q of the fuel injection device in the period from the rise to the fall of the drive current Is flowing through the
図15A及び図15Bでは、昇圧電圧Vboostのバラつきによる影響を説明しているが、配線の抵抗、ソレノイド203のインダクタンス等に関し燃料噴射装置間でバラつきが生じたとしても同様の状況が生じ得る。すなわち、抵抗やインダクタンス、キャパシタンス等にバラつきが生じた場合、Ti-Q曲線は変動するが、II-Q曲線は変化しないことが発明者らの実験により判っている。従って、電流Isの積分値IIを求め、II-Q曲線に従った制御を行うことにより、機械的特性のバラつきのみならず電気的特性のバラつきも補正することが、この第2の実施の形態の制御装置の目的である。
15A and 15B illustrate the effects of variations in the boosted voltage Vboost, the same situation can occur even if there are variations in wiring resistance, inductance of the
図16Aは、セットスプリング207の弾性力が異なる3つの燃料噴射装置における、電流積分値II(=∫Idt)と加速度aとの関係を示すII-a曲線である。図16Aに示すように、セットスプリング207の弾性力が異なると、II-a曲線は変化するが(CiiaS、Ciia1、Ciia2)、その曲線の形状に変化はなく、単に加速度aの軸(縦軸)の方向に平行移動するのみである。これは、第1の実施の形態の図9で説明したTi-a曲線と同様の性質である。その理由は、第1の実施の形態の場合(Ti-a曲線)の場合と同様に、セットスプリング207の弾性力Fspが増減すると、その弾性力Fspの増減分ΔFspを弁体204の質量とアンカー205の質量の和で除算した値が加速度aの増加分として現れるからである。
FIG. 16A is an II-a curve showing the relationship between the current integral value II (=∫Idt) and the acceleration a in three fuel injection devices with different elastic forces of the
第1の実施の形態では、電気的特性のバラつきは考慮しなかったため、図11に示すように、パルス幅Ti*での燃料噴射装置を駆動すると、このパルス幅に対応する加速度を測定することができた。ところが、第2の実施の形態では、同一のパルス幅Tiで同一の燃料噴射装置を駆動しても、測定のタイミング毎の電気的特性のバラつきにより、電流積分値IIは図16BのII1*、II2*、II3*のようにバラつく(特に、昇圧と噴射のタイミングにより、昇圧電圧Vboostはショット毎にバラつく。これが電流積分値IIのバラつきの主要な原因となる)。しかし、好都合なことに、各測定で得られた加速度a1*、a2*、a3*と、標準的なII-a特性との距離Δa1*、Δa2*、Δa3*は一定である。なぜなら、第1の実施の形態の場合と同様に、Δa1*、Δa2*、Δa3*は、セットスプリング207の弾性力Fspを弁体204とアンカー205との質量の和で割った値に等しく、これは印加した電流の積分値に影響されない値であるからである。
In the first embodiment, variations in electrical characteristics were not taken into consideration, so as shown in FIG. was made. However, in the second embodiment, even if the same fuel injection device is driven with the same pulse width Ti, the current integral value II varies from II1* in FIG. 16B to II1* in FIG. II2* and II3* (in particular, the boosted voltage Vboost varies from shot to shot due to the timing of boosting and injection. This is the main cause of variations in the integrated current value II). Advantageously, however, the distances Δa1*, Δa2*, Δa3* between the accelerations a1*, a2*, a3* obtained in each measurement and the standard II-a characteristic are constant. Because, as in the first embodiment, Δa1*, Δa2*, and Δa3* are equal to the value obtained by dividing the elastic force Fsp of the
従って、標準の燃料噴射装置のII-a曲線CiiaSを標準特性データ記憶部21に記憶させておくとともに、所定の駆動パルス幅Ti*で駆動したときの個別の燃料噴射装置毎に加速度aと電流積分値IIを測定し、この電流積分値IIと加速度aとの組み合わせと標準のII-a曲線CiiaSとの距離に基づき、対象とする燃料噴射装置と標準特性との間の個体差Δaを求める。標準のII-a曲線が関数a=g(II)で表される場合、Δa=a-g(II)である。標準のII-a曲線CiiaSと個体差Δaとに基づき、固有のII-a曲線を同定し、この曲線に基づき電流積分値IIの補正を行う。すなわち、得られた加速度aの偏差Δaに従い、標準のII-a曲線を縦軸に沿って平行移動させることにより、対象の燃料噴射装置のII-a曲線が得られ、このII-a曲線に従って電流積分値IIを補正することができる。この補正方法によれば、電気的特性のバラつきと、機械的特性のバラつきとを同時に補正することが可能になる。
Therefore, the II-a curve CiiaS of the standard fuel injection device is stored in the standard characteristic
この第2の実施の形態の内燃機関制御装置における電流積分値IIの補正方法を、以下に詳細に説明する。電流積分値IIの補正は、以下の手順に従って行われる。
(1)まず、図17(a)に示すようにして、標準特性に従った燃料噴射装置におけるII-Q曲線から、目標噴射量Qtarを噴射するのに必要な電流積分値II_tarを求める。
(2)図17(b)に示すように、標準のII-a曲線CiiaSを、縦軸の方向にΔa平行移動して対象の燃料噴射装置のII-a曲線CiiaTを求める。なお、標準のII-a曲線CiiaSが関数a=g(II)で表される場合、このII-a曲線CiiaTは関数a=g(II)+Δaで表すことができる。
A method of correcting the current integral value II in the internal combustion engine control system of the second embodiment will be described in detail below. Correction of the current integral value II is performed according to the following procedure.
(1) First, as shown in FIG. 17(a), the integrated current value II_tar required to inject the target injection amount Qtar is obtained from the II-Q curve of the fuel injection device according to the standard characteristics.
(2) As shown in FIG. 17(b), the standard II-a curve CiiaS is translated by Δa in the direction of the vertical axis to obtain the II-a curve CiiaT of the target fuel injection device. If the standard II-a curve CiiaS is represented by the function a=g(II), this II-a curve CiiaT can be represented by the function a=g(II)+Δa.
そして、図17(c)に示す方法で、標準のII-a曲線CiiaSと、対象の燃料噴射装置のII-a曲線CiiaTとに基づき、電流積分値IIの補正値II_compを算出する。手順は以下の通りである。
(1)標準の燃料噴射装置に電流積分値II=II_tarを与えたときの加速度a_tar(=g(II_tar))を算出する。
(2)対象の燃料噴射装置に関し求められた固有のII-a曲線CiiaTに基づき、対象燃料噴射装置で加速度a_tarを実現するための電流積分値II_compを求める。
電流積分値II_compは、以下の[数5]を解くことで求めることができる。こうして電流積分値II_compが得られると、この電流積分値II_compを用いて対象の燃料噴射装置が制御される。具体的には、パルス調整部25内の積分器25Aで電流Isの積分値を計測し、比較器25Bでは、この計測された積分値と電流積分値の目標値II_compとが比較される。両者が一致したタイミングで、駆動パルスSaは打ち切られる。
Then, by the method shown in FIG. 17(c), the correction value II_comp of the current integral value II is calculated based on the standard II-a curve CiiaS and the II-a curve CiiaT of the target fuel injection device. The procedure is as follows.
(1) Calculate the acceleration a_tar (=g(II_tar)) when the current integral value II=II_tar is given to the standard fuel injection device.
(2) A current integral value II_comp for realizing the acceleration a_tar in the target fuel injection device is determined based on the unique II-a curve CiiaT determined for the target fuel injection device.
The current integral value II_comp can be obtained by solving [Equation 5] below. When the current integral value II_comp is thus obtained, the target fuel injection device is controlled using this current integral value II_comp. Specifically, the
別の方法としては、標準のII-a曲線CiiaSの点(II、a)=(II_tar、a_tar)における傾きK=da/dIIを用いて、下記の[数6]に従って電流積分値II_compを近似的に求めても、[数5]で解いた場合とほぼ等しい値が得られる。 Alternatively, the slope K = da/dII at the point (II, a) = (II_tar, a_tar) of the standard II-a curve CiiaS is used to approximate the current integral II_comp according to [Equation 6] below. Even if it is calculated theoretically, a value almost equal to that obtained by solving with [Equation 5] is obtained.
以上説明したように、第2の実施の形態の内燃機関制御装置によれば、このように求められた電流積分値II_compを与える駆動パルスSaをECU200のパルス調整部25において生成して制御回路300に供給する。これにより、機械的特性のバラつきだけでなく、電気的特性のバラつきも含めて燃料噴射装置の個体差を補正して、高精度な噴射量制御を実現することができる。
As described above, according to the internal combustion engine control apparatus of the second embodiment, the
(要約)
図18及び図19に、第1の実施の形態の制御装置の動作を要約する。
図18は、第1の実施の形態の通常の動作モードを示しており、図19は、計測部23により計測された個体特性(加速度a、及び偏差Δa)に基づき、目標噴射量Q及び駆動パルスSaのパルス幅を補正する補正モードを示している。
(wrap up)
18 and 19 summarize the operation of the control device of the first embodiment.
FIG. 18 shows the normal operation mode of the first embodiment, and FIG. 19 shows the target injection amount Q and the drive A correction mode for correcting the pulse width of the pulse Sa is shown.
図18に示すように、通常の動作モードでは、ECU200により目標噴射量Qが決定され、その目標噴射量Qを得るための駆動パルスSaのパルス幅Tiが設定部22により設定される。制御回路300は、この駆動パルスSaに対応する電流Isをソレノイド203に流し、燃料噴射装置116はこの電流Isに応じた動作を弁体204に与える。
As shown in FIG. 18, in the normal operation mode, the target injection amount Q is determined by the
図19に示すように、個体特性の計測結果に基づいてパルス幅Tiを補正する補正モードでは、計測部23により、所定のパルス幅Tiを与えた状態で個体特性(加速度a、及び偏差Δa)が計測され、これが補正部24に入力される。補正部24では、得られた固体特性に基づき、駆動パルス幅Saのパルス幅Tiを補正する。なお、内燃機関100が複数の気筒及びそれらに対応する複数の燃料噴射装置を有する場合、複数の燃料噴射装置に同一のパルス幅Tiを与えて複数の燃料噴射装置の各々において個体特性を計測する。その後は、複数の燃料噴射装置の各々で得られた個別の個体特性に従い、パルス幅の補正を複数の燃料噴射装置の各々において行う。なおこの際、複数の気筒の弁体の加速度が略同一となるように駆動パルスのパルス幅を補正することが好適である。
As shown in FIG. 19, in the correction mode for correcting the pulse width Ti based on the measurement results of the individual characteristics, the
図20に、第2の実施の形態の動作を要約する。
通常の動作モードでは、ECU200により目標噴射量Qが決定され、その目標噴射量Qを得るための電流積分値IIが設定部22により設定される。制御回路300は、この電流積分値IIに対応する電流Isをソレノイド203に流し、燃料噴射装置116はこの電流Isに応じた動作を弁体204に与える。
FIG. 20 summarizes the operation of the second embodiment.
In the normal operation mode, the target injection amount Q is determined by the
個体特性の計測結果に基づいて電流積分値IIを補正する補正モードでは、計測部23により、所定のパルス幅Tiを与えた状態で個体特性(加速度a、及び偏差Δa)が計測され、これに基づき個体差が求められ、補正部24に入力される。補正部24では、得られた固体差に基づき、電流積分目標値IIを補正する。パルス調整部25では、電流積分目標値IIに従って駆動パルスSaのパルス幅Tiを調整し、所望のパルス幅Tiが得られたら駆動パルスSaを立ち下げる(打ち切る)。
In the correction mode for correcting the current integral value II based on the measurement results of the individual characteristics, the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
21…標準特性データ記憶部、 22…設定部、 23…計測部、 24…補正部、 25…パルス調整部、 100…内燃機関、 101…エアクリーナ、 102…エアフローセンサ、 103…スロットル、 104…コレクタ、 105…吸気ポート、 106…シリンダ、 111…燃料タンク、 112…低圧ポンプ、 113…低圧配管、 114…高圧ポンプ、 115…高圧配管、 116…燃料噴射装置、 121…点火プラグ、 122…ピストン、 123…コネクティングロッド、 124…クランク軸、 201…ハウジング、 202…コア、 203…ソレノイド、 204…弁体、 204t…突起部、 205…アンカー、 206…弁座、 207…セットスプリング、 208…スプリングアジャスタ、 209…噴孔、 210…ゼロスプリング、 211…ストッパ、 300…制御回路、 301~303…トランジスタ、 304…シャント抵抗、 305~308…ダイオード、 309…コンデンサ、 310…昇圧回路、 311…電源、 312…スイッチ制御回路、 321~323…設定値メモリ、 350、351…端子。
21 Standard characteristic
Claims (7)
前記内燃機関制御装置は、CPUを備え、
前記CPUは、
前記燃料噴射装置に与えられる電圧又は電流に関する第1の物理量と前記燃料噴射装置の動作に関する加速度との標準の関係を示す第1特性データを記憶する記憶部と、
所定の条件を与えたときの前記燃料噴射装置の動作を計測して前記加速度を取得する計測部と、
前記計測部で得られた前記加速度と、前記記憶部から得られた前記第1特性データに基づき、前記計測部の計測の対象とされた前記燃料噴射装置における前記第1の物理量と前記加速度との関係を示す第2特性データを取得し、この第2特性データに基づき前記第1の物理量を補正する補正部と
を備え、
前記計測部は、前記燃料噴射装置の弁体が他の要素と衝突しない程度に前記弁体を駆動させるように前記燃料噴射装置を動作させ、前記弁体が開弁する際の初速度をvo、前記弁体が開弁してから閉弁するまでの時間をtb-ta’とした場合(tbは前記弁体の閉弁するタイミングを示し、ta’は前記弁体が開弁するタイミングを示す)、加速度aをa=2vo/(tb-ta’)として計測する
ことを特徴とする内燃機関制御装置。 In an internal combustion engine control device that controls a fuel injection device of an internal combustion engine,
The internal combustion engine control device includes a CPU,
The CPU
a storage unit for storing first characteristic data indicating a standard relationship between a first physical quantity relating to the voltage or current applied to the fuel injection device and acceleration relating to the operation of the fuel injection device;
a measurement unit that measures the operation of the fuel injection device when a predetermined condition is applied and acquires the acceleration;
The first physical quantity and the acceleration of the fuel injection device to be measured by the measurement unit based on the acceleration obtained by the measurement unit and the first characteristic data obtained from the storage unit. a correction unit that acquires second characteristic data indicating the relationship of and corrects the first physical quantity based on the second characteristic data,
The measurement unit operates the fuel injection device so as to drive the valve body to such an extent that the valve body of the fuel injection device does not collide with other elements, and measures the initial velocity at which the valve body opens. , where tb-ta' is the time from when the valve body opens until it closes (tb indicates the timing at which the valve body closes, and ta' indicates the timing at which the valve body opens). ) , and an internal combustion engine control device characterized by measuring the acceleration a as a=2vo/(tb-ta').
前記補正部は、各気筒の前記加速度が略同一となるように前記第1の物理量を補正する、請求項1に記載の内燃機関制御装置。 The fuel injection device is provided in each of the plurality of cylinders,
2. The internal combustion engine control device according to claim 1, wherein said correction unit corrects said first physical quantity so that said acceleration of each cylinder is substantially the same.
前記電流の積分値を算出する積分器と、
目標値としての電流積分値と、前記積分器から出力された積分値とを比較し、その比較結果に従って前記燃料噴射装置に供給する駆動パルスを立ち下げる比較部と
を備えた、請求項6に記載の内燃機関制御装置。 The CPU
an integrator that calculates an integral value of the current;
7. The method according to claim 6, further comprising a comparison unit that compares the integrated current value as the target value and the integrated value output from the integrator, and lowers the drive pulse supplied to the fuel injection device according to the comparison result. An internal combustion engine controller as described.
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WO2004053317A1 (en) | 2002-12-10 | 2004-06-24 | Mikuni Corporation | Fuel-injection control method and fuel-injection control device |
JP2014234922A (en) | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 本田技研工業株式会社 | Solenoid valve driving controller |
JP2017089417A (en) | 2015-11-05 | 2017-05-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Control device for fuel injection device |
JP2018084240A (en) | 2018-02-09 | 2018-05-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Driving device of fuel injection device, and fuel injection system |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001221121A (en) | 2000-02-08 | 2001-08-17 | Hitachi Ltd | Electromagnetic fuel injection system and internal combustion engine having it mounted |
WO2004053317A1 (en) | 2002-12-10 | 2004-06-24 | Mikuni Corporation | Fuel-injection control method and fuel-injection control device |
JP2014234922A (en) | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 本田技研工業株式会社 | Solenoid valve driving controller |
JP2017089417A (en) | 2015-11-05 | 2017-05-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Control device for fuel injection device |
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