JP7310732B2

JP7310732B2 - 噴射制御装置

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Publication number: JP7310732B2
Application number: JP2020111591A
Authority: JP
Inventors: 真白川; 雅司稲葉; 寛之福田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2040-06-29
Also published as: JP2022010831A; US20210404407A1; US11421620B2

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、特に微小粒子個数（PN：Particulate Number）の規制強化の要請を受けて、噴射精度の高い微小噴射を行うことが要求されている。微小噴射量はインジェクタの駆動電圧の変動に大きく影響を受ける。

特開２０１６－３３３４３号公報

前述の課題を解決するため、出願人は、燃料噴射弁を電流駆動するときの電流傾きを検出し、この検出電流の傾きに応じて通電時間を補正する電流の面積補正技術を提案している。発明者らは、電流面積補正技術が正常に実施されているか否かを検査することを検討している。

本発明の目的は、燃料噴射弁の電流の面積補正が正常に実施されているか否かを検査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記載の発明によれば、燃料噴射弁を電流駆動して燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、面積補正部は、燃料噴射弁に流れる電流の面積補正を実施することにより通電時間補正量を算出する。推定部は、面積補正部により算出される通電時間補正量を推定通電時間補正量として独自に推定する。

比較部は、面積補正部にて算出される通電時間補正量と、推定部により推定される推定通電時間補正量とを比較し、第１異常判定部は、比較部による比較結果が所定異常値以上のときには面積補正部により算出された通電時間補正量を異常と判定する。この結果、燃料噴射弁の電流の面積補正が正常に実施されているか否かを検査できる。また推定部は、噴射開始時の推定充電量及びエンジン水温をパラメータとした適合マップに基づいて通電電流の傾きを推定し、推定した通電電流の傾き及び通電指令時間に基づいて噴射量不足分を推定し、推定した噴射量不足分と、通電電流の目標電流となる通常電流プロファイルの傾きと、推定した通電電流の傾きとに基づいて、推定通電時間補正量を推定する。

一実施形態における噴射制御装置の電気的構成図昇圧回路の電気的構成図マイコンと制御ＩＣとの間で通信する情報の説明図制御ＩＣにより行われる積算電流差の算出方法の説明図制御ＩＣにより行われるピーク電流推定値の算出方法の説明図充電消費マップと充電速度マップを概略的に示す図燃料噴射弁の通電電流の変化と推定充電量の変化を模式的に表す図マイコンにより行われる通電時間補正量の算出方法の説明図

以下、噴射制御装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、電子制御装置１（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）は、例えば自動車などの車両に搭載された内燃機関に直接燃料を噴射供給するソレノイド式の燃料噴射弁２（インジェクタとも称される）を駆動する噴射制御装置として構成される。以下では、ガソリンエンジン制御用の電子制御装置１に適用した形態を説明するが、ディーゼルエンジン制御用の電子制御装置に適用しても良い。図１には、４気筒分の燃料噴射弁２を図示しているが、３気筒、６気筒、８気筒でも適用できる。

電子制御装置１は、昇圧回路３、マイクロコンピュータ４（以下、マイコン４と略す）、制御ＩＣ５、駆動回路６、及び電流検出部７としての電気的構成を備える。マイコン４は、１又は複数のコア４ａ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ４ｂ、Ａ／Ｄ変換器などの周辺回路４ｃを備えて構成され、メモリ４ｂに記憶されたプログラム、及び、各種のセンサ８から取得されるセンサ信号Ｓに基づいて各種制御を行う。

例えばガソリンエンジン用のセンサ８は、エンジンの冷却水の温度を検出するための水温センサ８ａを備える。その他のセンサ８は、図示しないが、クランク軸が所定角回転するごとにパルス信号を出力するクランク角センサ、燃料噴射時の燃料圧力を検出する燃圧センサ、エンジンの吸入空気量を検出する吸気量センサ、内燃機関の空燃比すなわちＡ／Ｆ値を検出するＡ／Ｆセンサ、スロットル開度を検出するスロットル開度センサなどである。

マイコン４は、クランク角センサのパルス信号によりエンジン回転数を算出すると共に、スロットル開度センサからスロットル開度を取得する。マイコン４は、スロットル開度、油圧やＡ／Ｆ値に基づいて、内燃機関に要求される目標トルクを算出し、この目標トルクに基づいて目標となる要求噴射量を算出する。

またマイコン４は、この目標となる要求噴射量、及び、燃圧センサにより検出される燃料圧力に基づいて指示ＴＱの通電指令時間Ｔｉを算出する。マイコン４は、前述した各種のセンサ８から入力されるセンサ信号Ｓに基づいて各気筒＃１～＃４に対する噴射開始指示時刻ｔ０を算出し、この噴射開始指示時刻ｔ０において燃料噴射の指示ＴＱを制御ＩＣ５に出力する。

制御ＩＣ５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、コンパレータを用いた比較器など（何れも図示せず）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。制御ＩＣ５は、昇圧制御部５ａ、通電制御部５ｂ１、及び電流モニタ部５ｃとしての機能を備える。

昇圧回路３は、図２に例示したように、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｓ１、ダイオードＤ１、電流検出抵抗Ｒ１、及び充電コンデンサ３ａを図示形態に接続した昇圧型のＤＣＤＣコンバータにより構成される。昇圧回路３は、バッテリ電圧ＶＢを入力して昇圧動作し、充電部としての充電コンデンサ３ａに昇圧電圧Ｖboostを充電させる。

昇圧制御部５ａは、昇圧制御パルスをスイッチング素子Ｓ１に印加することで、昇圧回路３に入力されたバッテリ電圧ＶＢを昇圧制御する。昇圧制御部５ａは、昇圧回路３の充電コンデンサ３ａの昇圧電圧Ｖboostを電圧検出部３ａａにより検出し満充電電圧まで充電させ駆動回路６に供給する。充電コンデンサ３ａは、複数の気筒＃１～＃４に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２に供給するための電力を保持する。

駆動回路６は、バッテリ電圧ＶＢ及び昇圧電圧Ｖboostを入力して構成される。駆動回路６は、図示しないが、複数の気筒＃１～＃４の燃料噴射弁２のソレノイドコイル２ａに対し昇圧電圧Ｖboostを印加するためのトランジスタ、及びバッテリ電圧ＶＢを印加するためのトランジスタ、通電する気筒を選択する気筒選択用のトランジスタを備える。

駆動回路６は、制御ＩＣ５の通電制御部５ｂの通電制御により、各気筒＃１～＃４を選択しつつ、燃料噴射弁２のソレノイドコイル２ａに昇圧電圧Ｖboost又はバッテリ電圧ＶＢを選択的に印加することで燃料噴射弁２を駆動して燃料を噴射させる。通電制御部５ｂが、駆動回路６を通じて燃料噴射弁２からパーシャルリフト噴射する場合には、通電制御部５ｂは昇圧電圧Ｖboostを燃料噴射弁２のソレノイドコイル２ａに印加し、燃料噴射弁２が完全に開弁完了するまでに弁を閉塞する噴射処理を実行する。燃料噴射弁２から通常噴射する場合には、通電制御部５ｂは、駆動回路６を通じて昇圧電圧Ｖboostを燃料噴射弁２のソレノイドコイル２ａに印加した後、バッテリ電圧ＶＢを印加することで定電流制御し通電指令時間Ｔｉを経過したときに通電停止する。これにより通常噴射時には、燃料噴射弁２が完全に開弁してから弁を閉塞する噴射処理を実行する。

電流検出部７は、各気筒＃１～＃４の燃料噴射弁２のソレノイドコイル２ａの通電経路にそれぞれ接続された電流検出抵抗により構成される。制御ＩＣ５の電流モニタ部５ｃは、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）を用いて構成され、燃料噴射弁２に流れる電流を電流検出部７を通じてモニタする。

また、図４にはマイコン４及び制御ＩＣ５の機能的構成を概略的に示している。マイコン４は、コア４ａがメモリ４ｂに記憶されたプログラムを実行することで、通電指令時間算出部１０、推定部１１、比較部１２、第１異常判定部１３、第２異常判定部１４、及び停止指示部１５として動作する。また制御ＩＣ５は、前述した昇圧制御部５ａ、通電制御部５ｂ、電流モニタ部５ｃとしての機能の他、面積補正部としての通電時間補正量算出部５ｄの機能も備える。

マイコン４の通電指令時間算出部１０は、各種センサ８のセンサ信号Ｓに基づいて１サイクルの各気筒＃１～＃４における要求噴射量を演算する機能を備える。マイコン４は、各気筒の指示ＴＱの通電指令時間Ｔｉを演算し、制御ＩＣ５の通電制御部５ｂに指令する。なお、制御ＩＣ５側では通電指令時間Ｔｉが入力されると、通電時間補正量算出部５ｄにより噴射毎に通電時間補正量ΔＴｉを算出して通電制御部５ｂにフィードバックし、マイコン４から指令された通電指令時間Ｔｉをリアルタイムに補正し通電時間補正量ΔＴｉだけ延長する。

マイコン４は、制御ＩＣ５の通電時間補正量算出部５ｄにて算出される通電時間補正量ΔＴｉを、推定通電時間補正量ΔＴｉｅとして独自に推定する推定部１１の機能を備える。
例えば、推定部１１は、噴射開始時における充電コンデンサ３ａの推定充電量Ｖｂｓ、及び、水温センサ８ａにより検出されるエンジン水温、をパラメータとした適合マップから通電電流ＥＩの傾きを推定し、マイコン４が制御ＩＣ５へ指示する通電指令時間Ｔｉから噴射量不足分を推定する機能を備える。

そして推定部１１は、推定した噴射量不足分と、目標となる通常電流プロファイルＰＩの傾きと、推定した通電電流ＥＩの傾きとに基づいて通電時間補正量ΔＴｉを推定する機能を備える。なお、マイコン４は、制御ＩＣ５の動作異常を検出するため、制御ＩＣ５から充電コンデンサ３ａの昇圧電圧Ｖboostの充電量の情報を取得することなく、充電コンデンサ３ａの昇圧電圧Ｖboostの充電量を推定充電量Ｖｂｓとして推定する。

マイコン４の比較部１２は、制御ＩＣ５の通電時間補正量算出部５ｄにて算出される通電時間補正量ΔＴｉと、推定部１１により推定される推定通電時間補正量ΔＴｉｅとを比較する機能を備える。マイコン４の第１異常判定部１３は、比較部１２による比較結果が所定異常値以上のときには通電時間補正量算出部５ｄにより算出された通電時間補正量ΔＴｉを異常と判定する機能を備える。

マイコン４は、第１異常判定部１３により通電時間補正量ΔＴｉが異常判定されたときには、制御ＩＣ５に停止指示する停止指示部１５を備える。マイコン４は、停止指示部１５により制御ＩＣ５に停止指示することで通電時間補正量算出部５ｄは面積補正を停止する。

マイコン４の第２異常判定部１４は、燃料噴射弁２を駆動する電流の通電時間補正量ΔＴｉが上限となる所定異常値を連続で所定時間以上超えたときに異常と判定する機能を備える。マイコン４は、第２異常判定部１４により通電時間補正量ΔＴｉが異常判定されたときには、停止指示部１５により制御ＩＣ５に停止指示する。マイコン４は、停止指示部１５により制御ＩＣ５に停止指示することで通電時間補正量算出部５ｄは面積補正を停止する。

＜制御ＩＣ５による面積補正制御説明＞
ここではまず制御ＩＣ５による面積補正制御の説明を行う。バッテリ電圧ＶＢが電子制御装置１に与えられると、マイコン４及び制御ＩＣ５は起動する。制御ＩＣ５の昇圧制御部５ａは、昇圧制御パルスを昇圧回路３に出力することで昇圧回路３の出力電圧を昇圧させる。昇圧電圧Ｖboostは、バッテリ電圧ＶＢを超えた所定の昇圧完了電圧に充電される。

マイコン４は、図３に示すように、通電指令をする噴射開始指示時刻ｔ０にて通電指令時間算出部１０により要求噴射量を演算すると共に、指示ＴＱの通電指令時間Ｔｉを演算し、制御ＩＣ５の通電制御部５ｂに出力する。これによりマイコン４は、制御ＩＣ５に対し指示ＴＱにより通電指令時間Ｔｉを指令する。

制御ＩＣ５は、燃料噴射弁２に通電する目標電流となる通常電流プロファイルＰＩを内部メモリに記憶しており、通常電流プロファイルＰＩに基づいて、通電制御部５ｂの制御により燃料噴射弁２に昇圧電圧Ｖboostを印加することで目標となるピーク電流Ｉ_ｐｋに達するようにピーク電流制御を行う。

制御ＩＣ５は、指示ＴＱの通電指令時間Ｔｉに基づいて通常電流プロファイルＰＩの示す目標となるピーク電流Ｉ_ｐｋに達するまで燃料噴射弁２の端子間に昇圧電圧Ｖboostを印加し続ける。燃料噴射弁２の通電電流ＥＩが急激に上昇し開弁する。図５に示すように、燃料噴射弁２の通電電流ＥＩは、燃料噴射弁２の構造に基づき非線形的に変化する。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から通常電流プロファイルＰＩの勾配より低下し、実噴射量が通常電流プロファイルＰＩに基づく通常噴射量よりも低くなる。

そこで制御ＩＣ５は、昇圧電圧Ｖboostが所定電圧Ｖstaより低下する条件下では、面積補正制御を実行することで通電時間補正量ΔＴｉを算出してリアルタイムで通電制御部５ｂにフィードバック制御する。具体的には、通電時間補正量算出部５ｄは、通常電流プロファイルＰＩと燃料噴射弁２に実際に通電する通電電流ＥＩとの積算電流差を算出して補正する。

実際の積算電流差は、非線形の電流曲線に囲われた領域となり、詳細に算出するには演算負荷が大きくなりやすい。このため図５及び（１）式に示すように、（ｔ、Ｉ）＝（ｔ_１ｎ、Ｉ_ｔ１）、（ｔ_１、Ｉ_ｔ１）、（ｔ_２ｎ、Ｉ_ｔ２）、（ｔ_２、Ｉ_ｔ２）、を頂点とした台形の面積を、非線形の電流曲線に囲われた領域に依存した積算電流差ΣΔＩと見做して簡易的に算出すると良い。

通電時間補正量算出部５ｄは、電流閾値Ｉ_ｔ１に達する通常到達時間ｔ_１ｎから電流閾値Ｉ_ｔ２に達する通常到達時間ｔ_２ｎまでの通常電流プロファイルＰＩと、実際に電流閾値Ｉ_ｔ１に達する到達時間ｔ_１から電流閾値Ｉ_ｔ２に達する到達時間ｔ_２までの燃料噴射弁２の通電電流ＥＩとの間の積算電流差ΣΔＩを算出する。これにより、通電時間補正量算出部５ｄは、電流閾値Ｉ_ｔ１、Ｉ_ｔ２に達する到達時間ｔ_１、ｔ_２を検出することで積算電流差ΣΔＩを簡易的に算出できる。

また通電時間補正量算出部５ｄは、（２）式に示すように、補正係数αを積算電流差ΣΔＩに乗ずることで不足エネルギＥｉを算出する。

補正係数αは、積算電流差ΣΔＩの台形の面積から実際の積算電流差に依存する不足エネルギＥｉを推定するために用いられる係数であり、燃料噴射弁２の負荷特性などにより予め算出される係数である。

通電時間補正量算出部５ｄは、図６に示すように、噴射指令信号の噴射開始指示時刻ｔ０から電流閾値Ｉ_t1に達する到達時間ｔ_１までの電流勾配を算出し、補正係数βを切片として加算し、指示ＴＱの示す通電指令時間Ｔｉ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（３）式に基づいてピーク電流推定値Ｉ_ｐａ１を算出すると良い。

補正係数βは、印加オフタイミング時のピーク電流推定値I_ｐａ１を精度良く推定するためのオフセット項を示しており、燃料噴射弁２の負荷特性などにより予め算出される係数である。またここでは、噴射指令信号の噴射開始指示時刻ｔ０から電流閾値Ｉ_t1に達する到達時間ｔ_１までの電流勾配を（３）式の第１項に用いたが、噴射開始指示時刻ｔ０から電流閾値Ｉ_t２に達する到達時間ｔ_２までの電流勾配を（３）式の第１項に用いても良い。

次に通電時間補正量算出部５ｄは、不足エネルギＥｉを補うための通電時間補正量ΔＴｉを算出する。具体的には、通電時間補正量算出部５ｄは、（４）式に示すように、推定したピーク電流推定値Ｉ_ｐａ１により、算出された不足エネルギＥｉを除することで通電時間補正量ΔＴｉを算出する。

この（４）式においてα２＝α／２である。マイコン４は、不足分のエネルギＥｉ及びピーク電流推定値Ｉ_ｐａ１に依存した（４）式を用いて通電時間補正量ΔＴｉを導出することで、不足分のエネルギＥｉを補うだけの延長時間を簡易的に算出でき、演算量を劇的に少なくできる。

通電時間補正量算出部５ｄは、算出した通電時間補正量ΔＴｉを通電制御部５ｂに出力すると、通電制御部５ｂは、電流モニタ部５ｃの検出電流Ｉ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の通電指令時間Ｔｉ＋通電時間補正量ΔＴｉを実効通電指令時間として通電指令時間Ｔｉを補正する。これにより、指示ＴＱの通電指令時間Ｔｉを簡易的に補正でき、通電指令時間Ｔｉをリアルタイムで延長できる。このような方式を用いることで、失火を防ぐために予めばらつきを見込んで通電指令時間Ｔｉを調整しておく必要がなくなり、燃費を極力悪化させることなく失火対策できる。

通電時間補正量算出部５ｄは、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通電時間補正量ΔＴｉを算出している。このため、余裕をもって通電指令時間Ｔｉを補正できる。（１）式～（４）式に基づいて通電時間補正量ΔＴｉを算出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。

＜マイコン４の処理内容＞
以下、このような制御ＩＣ５を用いてメイン制御を行うマイコン４の処理内容を説明する。マイコン４は、適合マップ、充電消費マップＭ１、及び充電速度マップＭ２を、燃料噴射弁２の諸特性に適合するようにメモリ４ｂ内に予め用意している。適合マップは、噴射時に目標となるピーク電流Ｉ_ｐｋと、推定充電量Ｖｂｓと、検出したエンジン水温と、をパラメータとして実際の通電電流ＥＩの傾きを推定したり推定ピーク到達時刻を導出するためのマップを示す。

この適合マップは、目標となるピーク電流Ｉ_ｐｋが大きければ推定ピーク到達時刻が遅くなる傾向を示している。また、推定充電量Ｖｂｓが低いほど推定ピーク到達時刻が遅くなる傾向を示す。また、水温センサ８ａにより検出されるエンジン水温が低いほど推定ピーク到達時刻が速くなる傾向を示している。

充電消費マップＭ１は、図６に例示したように充電消費時間Ｔ０、Ｔ１、…、Ｔｎ、ピーク電流Ｉ_ｐｋの電流値Ｉ１、Ｉ２、…、Ｉｍをパラメータとして、充電消費量Ｖｓ（Ｖs01、Ｖs02…Ｖs0m：Ｖs11、Ｖs12…Ｖs1m：Ｖsn1、Ｖsn2…Ｖsnm）を導出するためのマップを示す。充電消費マップＭ１は、充電消費時間Ｔ０…Ｔｎが長くなれば、充電消費量Ｖｓも大きくなる傾向を示す。充電消費マップＭ１は、目標となるピーク電流Ｉｐｋの電流値Ｉ１…Ｉｍが大きくなれば、充電消費量Ｖｓも大きくなる傾向を示す。

充電速度マップＭ２は、バッテリ電圧ＶＢ（ＶＢ１…ＶＢｈ）をパラメータとして充電速度Ｖ（Ｖ１…Ｖｈ）を導出するためのマップを示す。充電速度マップＭ２は、バッテリ電圧ＶＢが大きくなれば充電速度Ｖも大きくなる傾向を示すマップである。

前述したように、マイコン４は、制御ＩＣ５に対し噴射開始指示時刻ｔ０において指示ＴＱにより通電指令時間Ｔｉを指令するが、この処理と並行して下記の処理を実行する。
＜噴射開始指示時刻ｔ０における処理＞
マイコン４は、推定部１１により通電電流ＥＩがピーク電流Ｉ_ｐｋに到達する推定ピーク電流到達時刻ｔｄを適合マップから推定する。このときマイコン４は、噴射時に目標とするピーク電流Ｉ_ｐｋと推定充電量Ｖｂｓと水温センサ８ａにより検出されるエンジン水温とを適合マップに代入することで、通電電流ＥＩの傾き及び推定ピーク電流到達時刻ｔｄを推定できる。

＜推定ピーク電流到達時刻ｔｄにおける処理＞
その後、マイコン４は、推定ピーク電流到達時刻ｔｄに達すると噴射終了するために通電終了する。時刻ｔｄにおいて、マイコン４は、噴射開始指示時刻ｔ０から推定ピーク電流到達時刻ｔｄに至るまでの時間Ｔと充電消費マップＭ１に基づいて充電消費量Ｖｓt01を電圧降下分として算出する。このときマイコン４は、噴射開始指示時刻ｔ０と推定ピーク電流到達時刻ｔｄから昇圧電圧Ｖboostを消費する時間Ｔを推定し、充電消費マップＭ１に時間Ｔを代入することで充電消費量Ｖｓt01を導出できる。

＜次回の噴射開始指示時刻ｔｅにおける処理＞
その後、次回の噴射開始指示時刻ｔｅにおいて、マイコン４は、推定ピーク電流到達時刻ｔｄから通電開始する噴射開始指示時刻ｔｅまでの充電時間と充電速度マップＭ２の充電速度Ｖに基づいて充電回復量Ｖｓt12を導出する。このときマイコン４は、バッテリ電圧ＶＢをパラメータとして充電速度マップＭ２を参照して充電速度Ｖを導出し、この充電速度Ｖに充電時間を乗算することで充電回復量Ｖｓt12を導出できる。

そしてマイコン４は、噴射開始指示時刻ｔ０における推定充電量Ｖbs0から充電消費量Ｖｓt01を減算すると共に充電回復量Ｖｓt12を加算することで次の噴射開始指示時刻ｔｅにおける推定充電量Ｖbs2を算出できる。なお本実施形態では、筒内に燃料を直接噴射する直噴技術を考慮しているが、吸気バルブの手前で燃料を噴射するポート噴射（ＰＦＩ：Port Fuel Injection）にも適用できる。ポート噴射時又はフューエルカット時には推定充電量Ｖbs2をフル充電と見做すと良い。

マイコン４は、噴射開始指示時刻ｔｅにおける推定充電量Ｖbs2及びエンジン水温と、適合マップに基づいて、次回の噴射の実際の通電電流ＥＩの傾きを推定する。この場合、マイコン４は、エンジン水温から燃料噴射弁２の温度を推定できるため、燃料噴射弁２の温度依存性を考慮した実際の通電電流ＥＩの傾きを推定できる。そしてマイコン４は、次の噴射開始指示時刻ｔｅから通電指令時間Ｔｉだけ経過したピーク電流推定到達時刻ｔｆに至るまでの噴射量不足分を推定する。

噴射量不足分は、図７にハッチングで示す燃料噴射弁２の通電電流ＥＩの積算値の不足分に依存する。マイコン４は、図８にハッチングで示す通電電流ＥＩの積算値の三角形の面積Ｓｓを算出し、この三角形の面積Ｓｓに比例係数を乗ずることで噴射量不足分を算出する。

マイコン４は、次回の噴射の実際の通電電流ＥＩの傾きを推定することで、噴射開始指示時刻ｔｅから通電指令時間Ｔｉだけ経過したときのピーク電流Ｉ_ｐａ２を導出でき、このピーク電流Ｉ_ｐａ２と、目標となるピーク電流Ｉ_ｐｋと通電指令時間Ｔｉとを用いて通電電流ＥＩの積算値の三角形の面積Ｓｓを算出できる。

これにより、マイコン４は、噴射量不足分を簡易的に算出でき、処理時間を大幅に短縮できる。なお、三角形の面積Ｓｓに比例係数を乗じて噴射量不足分を推定する形態を示したが、この推定方法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。

次に、マイコン４は、推定部１１により噴射量不足分を補うための推定通電時間補正量ΔＴｉｅを推定する。推定通電時間補正量ΔＴｉｅは、制御ＩＣ５にて算出される通電時間補正量ΔＴｉに対応してマイコン４側で推定される通電指令時間Ｔｉの延長時間を示す。マイコン４は、推定した噴射量不足分と、通常電流プロファイルＰＩの傾きと、推定した通電電流ＥＩの傾きと、に基づいて噴射量加算分を算出し、推定通電時間補正量ΔＴｉｅを推定する。

マイコン４は、図８にハッチングで示したように、時刻ｔｆから時刻ｔｇに至るまでの台形の面積Ｓｅに依存した噴射量加算分を求め、この噴射量加算分が噴射量不足分を充足するように推定通電時間補正量ΔＴｉｅを推定する。マイコン４は、推定した通電電流ＥＩの傾きから時刻ｔｇにおけるピーク電流Ｉ_ｐａ３を導出できる。このためマイコン４は、ピーク電流Ｉ_ｐａ２、Ｉ_ｐａ３、時刻ｔｆ、ｔｇに基づいて台形の面積Ｓｅを導出できる。

マイコン４は、台形の面積Ｓｅに依存した噴射量加算分を求めて推定通電時間補正量ΔＴｉｅを推定する形態を示したが、推定通電時間補正量ΔＴｉｅの推定方法はこの方法に限られるものではなく、台形の面積に代えてその他の多角形で近似して求めても良い。

＜時刻ｔｇ以降の動作＞
次に、マイコン４は、時刻ｔｇにおいて制御ＩＣ５の通電時間補正量算出部５ｄから通電時間補正量ΔＴｉを入力する。マイコン４は、通電時間補正量算出部５ｄにて算出される通電時間補正量ΔＴｉと、推定部１１により推定される推定通電時間補正量ΔＴｉｅとの差を算出することで比較部１２の機能により比較する。マイコン４は、比較部１２による比較結果が第１の所定異常値以上のときには、第１異常判定部１３により通電時間補正量算出部５ｄが算出した通電時間補正量ΔＴｉを異常と判定する。この後、マイコン４は、第１異常判定部１３により通電時間補正量ΔＴｉが異常判定されると、停止指示部１５により制御ＩＣ５に面積補正を停止指示し、通電時間補正量算出部５ｄの機能による通電時間補正機能を中止させると良い。

＜次回の噴射以降の処理＞
時刻ｔｇの後も噴射制御は繰り返される。マイコン４は、推定通電時間補正量ΔＴｉｅと通電時間補正量ΔＴｉとの差が第１の所定異常値以上となる状態が所定時間又は所定噴射回数継続する場合、制御ＩＣ５により算出される通電時間補正機能を異常と判定してダイアグ警告出力するようにしても良い。

またマイコン４は、制御ＩＣ５から通電時間補正量ΔＴｉを入力し、通電時間補正量ΔＴｉが第２の所定異常値を連続で所定時間以上超えたときに第２異常判定部１４の機能により異常と判定するようにしても良い。この場合も、マイコン４は、停止指示部１５により制御ＩＣ５に面積補正を停止指示し、通電時間補正量算出部５ｄの機能による通電時間補正機能を中止させると良い。

ここで説明した第１又は第２の所定異常値は、燃料噴射弁２や駆動回路６の経年劣化等を理由として理想になる値が変化する。このため、車両の走行距離を引数として走行距離と所定異常値との相関関係を示すマップをメモリ４ｂ内に予め用意しておくと良い。マイコン４は、メモリ４ｂを参照することで走行距離に合わせて第１又は第２の所定異常値を変動させることができ所定異常値を走行距離に合わせて適合させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、マイコン４は、推定部１１により推定される推定通電時間補正量ΔＴｉｅと、制御ＩＣ５の通電時間補正量算出部５ｄにて算出される通電時間補正量ΔＴｉとを比較部１２により比較し、比較部１２による比較結果が第１の所定異常値以上のときには通電時間補正量算出部５ｄにより算出された通電時間補正量ΔＴｉを第１異常判定部１３により異常と判定するようにした。これにより、燃料噴射弁２の電流の面積補正が正常に実施されているか否かを検査できる。

（他の実施形態）
本発明は、前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
燃料噴射弁２に実際に流れる通電電流ＥＩは、ピーク電流に達する前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。第２異常判定部１４は必要に応じて設ければ良い。
前述した実施形態では、内燃機関の燃焼室の中に直接噴射する筒内噴射に適用したが、これに限定されることはなく、周知の吸気バルブの手前で燃料を噴射するポート噴射に適用しても良い。

マイコン４、制御ＩＣ５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、又は、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。

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

図面中、１は電子制御装置（噴射制御装置）、２は燃料噴射弁、５ｄは通電時間補正量算出部（面積補正部）、１１は推定部、１２は比較部、１３は第１異常判定部、１４は第２異常判定部、１５は停止指示部、を示す。

Claims

燃料噴射弁（２）を電流駆動して前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際に前記燃料噴射弁に流れる電流の面積補正を実施することにより通電時間補正量（ΔＴｉ）を算出する面積補正部（５ｄ）と、
前記面積補正部により算出される前記通電時間補正量を推定通電時間補正量（ΔＴｉｅ）として独自に推定する推定部（１１）と、
前記面積補正部にて算出される前記通電時間補正量と、前記推定部により推定される前記推定通電時間補正量とを比較する比較部（１２）と、
前記比較部による比較結果が第１の所定異常値以上のときには前記面積補正部により算出された前記通電時間補正量を異常と判定する第１異常判定部（１３）と、を備え、
前記推定部は、噴射開始時の推定充電量（Ｖｂｓ）及びエンジン水温をパラメータとした適合マップに基づいて通電電流（ＥＩ）の傾きを推定し、推定した前記通電電流の傾き及び通電指令時間（Ｔｉ）に基づいて噴射量不足分を推定し、
推定した前記噴射量不足分と、前記通電電流の目標電流となる通常電流プロファイル（ＰＩ）の傾きと、推定した前記通電電流の傾きとに基づいて、前記推定通電時間補正量を推定する噴射制御装置。
前記第１異常判定部により前記通電時間補正量が異常判定されたときには、前記面積補正部に面積補正を停止指示する停止指示部（１５）を備える請求項１記載の噴射制御装置。