WO2004070182A1 - 燃料噴射制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

エンジン側からの要求燃料噴射量に対応して適正量の燃料噴射が可能な燃料噴射制御方法及びその制御装置を提供する。燃料噴射用ソレノイドの駆動開始から１又は複数ポイントの所定時間経過時点におけるコイル電流を測定し、前記コイル電流の測定値に基づいて前記ソレノイドの駆動停止タイミングを補正し調整する。ここで、前記補正は、前記コイル電流値と前記ソレノイドに対する要求燃料噴射量とに基づいて、又は前記コイル電流値と前記ソレノイドに対する要求燃料噴射量との種々の組み合わせに対して予め定められており、前記組み合わせに応じて選択される補正値を用いる。

Description

明 細 書 燃料噴射制御方法及び制御装置 技術分野

本発明は、 エンジン等に燃料を供給するための電子制御式の燃料噴射制御方法 及びその制御装置に関し、 特に電源電圧の変動や、 温度変化によって生じる燃料 噴射用ソレノィドのコイル抵抗値などの変動による影響を排して、 要求された燃 料噴射量を正確に噴射するための燃料噴射制御方法及び制御装置に関する。 背景技術

2輪車を含む自動車用エンジン等の内燃機関に対し、 刻々変化する要求燃料噴 射量を適宜且つ適正に供給することは、 内燃機関の性能を左右する極めて重要な ファクターである。このため従来から、エンジン開始時における燃料噴射時間を、 エンジンの吸入空気温度及びバッテリ電圧に応じて補正することが行われている (特開昭 5 8 - 2 8 5 3 7号公報）。

第 1 8図は、 このような電源電圧を検知するようにした従来の燃料噴射装置の 制御回路の具体例を説明するものである。 ここでは、 電源電圧 （バッテリ電圧） の変動によつて燃料噴射装置から噴射される単位時間当たりの燃料噴射量が変動 してしまうことに鑑みて、 電源電圧の値によって燃料噴射時間を調整するように している。 つまり、 電源端子 1 1に印加された電源電圧 V Bを電源電圧入力回路 1 2を介して E C U (Electronic Control Unit) のマイク口コンピュータ 1 3に 入力する。 そして、 マイクロコンピュータ 1 3は、 電源電圧 V Bが低いときは、 F E T 1 4のォンの時間をより長く した駆動パルスを F E T駆動回路 1 5に出力 してソレノイド 1 6の駆動時間 （燃料噴射時間） を長く調整する。 逆に、 電源電 圧 V Bが高い時は、 F E T 1 4のオンの時間をより短く調整した駆動パルスを F E T駆動回路 1 5に出力してソレノィド 1 6の駆動時間をより短く調整する。 こ れにより燃料噴射量が電源電圧の変動による影響を受けずに、 要求された適正量 の燃料を供給するように制御している。

また、 従来から、 燃料噴射用ソレノイドの駆動電流を安定化させることも行わ れている。 第 1 9図は、 従来の定電流制御を行うタイプの燃料噴射装置の制御回 路を示す。 この回路では電源端子 1 1に印加された電源電圧 V Bを電源電圧検出 回路 2 1により検出するとともに、 電流検出用に付加した抵抗 2 2および電流検 出回路 2 3によりコイル電流を検出する。 そして、 マイクロコンピュータ 1 3お よび定電流駆動回路 2 4により、 コイル電流が電源電圧 V Bの変動によって変化 しないように制御している。

また、 電磁コイルの温度に対応する燃料温度を検出し、 該燃料温度とバッテリ 電圧に基づいて燃料噴射弁の作動遅れ時間を補正するための捕正パルス幅を設定 し、 エンジンに供給する燃料量に対応する有効噴射パルス幅に対して前記補正パ ルス幅を加算した値を最終的な噴射パルス幅とすることも行われていた （特開平 8 - 4 5 7 5号公報）。

さらに、 内燃機関への燃料噴射量を調整するものではないものの、 内燃機関の アイドル運転時の回転速度を安定化させるために、 内燃機関の運転状態を検出し 内燃機関に空気を送るためのスロッ トル-弁 (絞り弁) をバイパスするバイパス通 路の開口面積調整装置へ制御信号を送って前記開口面積調整装置の実駆動電流を 検出し、 当該実駆動電流の検出結果に基づいて前記開口面積調整装置の始動開始 以降に算出される前記制御信号の補正量を、 予め算出された前記始動前の制御信 号を補正するようにした内燃機関のアイドル制御装置も知られている （特開平 9 - 1 2 6 0 2 3号公報）。

し力 し、 例えば第 1 8図に示されたような電源電圧値に基づいて燃料噴射時間 の補正を行う制御方法では、 ソレノィド 1 6を構成するコイルの温度が上昇した 場合にそのコィル抵抗値が変化し、 電源電圧 V Bが同じであってもコィル電流が 変化してしまい要求された燃料噴射量を適正に供給することは困難である。 ソレ ノイ ド 1 6の単位時間当たりの燃料噴射量がコィル電流値によって変動してしま うからである。

このため、 第 1 9図に示すように、 ソレノイド 1 6を定電流駆動することも考 えられるが、 ソレノィド 1 6の動作開始時間等を含めて動作特性が温度によって 大きく変動し、 そのための制御回路ゃソフトウエア処理の複雑化に伴う高コスト 化を招来するという問題があった。 また、 ソレノイ ドの駆動電流は、 ソレノイド の自己ィンダクタンスにより駆動開始時点から徐々に立ち上がる特性を有するの で、 ソレノィド駆動電流の安定化とは、単に駆動電流の制限（最大電流値の設定） を意味するものであった。

—方、 特開平 8— 4 5 7 5号公報に開示されたエンジン用燃料噴射弁の駆動制 御装置においては、 温度によつて燃料噴射特性が変化する電磁コィルの温度は必 ずしも燃料温度と一致しないこと、 また、 燃料温度を検出するために限られた容 量の燃料タンク内にエンジン用燃料噴射弁の駆動制御装置を配設する必要があつ たため、 その分燃料タンクの燃料貯蔵容量を減少させてしまうという問題があつ た。

また、 特開平 9一 1 2 6 0 2 3号公報に開示された内燃機関のアイドル時の回 転速度を所定速度に安定化させるために内燃機関に供給する空気量を調整するこ とによりアイドル回転数のハンチング、 回転落ち若しくはエンジンストールを防 止するためのものであり、 内燃機関側からの刻々変化する燃料供給量の調整につ いては、 空気量を調整する開口面積調整装置とは別個に燃料供給量を調整するレ ギユレータ装置等が必要となることから、 装置全体の複雑化と高コスト化を招く 問題があった。

ところで、 近似、 本発明者らは、 燃料ポンプゃレギユレータにより加圧されて 送られてきた燃料を噴射する従来タイプの燃料嘖射装置又は燃料噴射システムと は異なり、 それ自体で燃料を加圧し噴射する電磁式燃料噴射ポンプを用いた燃料 噴射システム （以下、 「電磁式燃料噴射システム」 という） を開発している。 この電磁式燃料噴射システムは、 従来タイプの燃料噴射システムと比較して、 小型化及び低コス ト化を実現できる点において大きな利点を有しているものの、 噴射量が燃料噴射用ソレノィドを駆動するコイル電流の影響を受けてしまう特性 を有するため、 上述したバッテリの電源電圧に基づいて駆動パルス幅を増減補正 するだけでは、 要求量に対応した適正な燃噴射量補正を行うことができないとい う問題点があった。

本発明は、 上記した従来の燃料噴射制御装置及び制御方法が有していた種々の 課題を解決するためのものであって、 エンジン側からの刻々変化する要求燃料噴 射量に対応し、 燃料噴射用ソレノィ ドの状態に応じて燃料噴射量を調整すること が可能な燃料噴射制御方法及びその制御装置を提供することを目的とする。

発明の開示 本発明は、 上記従来技術の燃料嘖射装置及び方法の課題に基づいてなされたも のであって、 燃料噴射用ソレノィ ドの駆動開始から 1又は複数ポイントの所定時 間経過時点における前記ソレノィドに流れたコイル電流を測定し、 前記コイル電 流の測定値に基づいて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを補正し調整するこ とを特徴とする燃料噴射制御方法を提供するものである。

このように、 本発明においては、 燃料噴射用ソレノイドの温度上昇に大きな影 響を与えるコイル電流の測定値に基づいてソレノィドの駆動停止タイミングを補 正し調整するので、 要求された適正量の燃料噴射制御を行うことを可能にしたの である。 ここで、 燃料噴射用ソレノィ ドの駆動開始から複数ボイントの所定時間 経過時点におけるコイル電流を測定するのは、 あるポイントにおけるコイル電流 の絶対値のみならずコィル電流の変遷を知ることができるので、 これにより単独 のボイントのコイル電流測定値に基づいてソレノィドの駆動停止タイミングを捕 正するよりも、 より正確に要求燃料噴射量に対応した燃料噴射制御を可能にする からである。

本発明に係る燃料噴射制御方法は、 燃料噴射用ソレノイ ドの駆動を開始する行 程と、 前記ソレノィドの駆動開始から 1又は複数ポイントの所定時間経過時点に おける前記ソレノィドに流れたコイル電流を測定する行程と、 前記コイル電流測 定値に基づいて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを補正する補正値を求める 行程との各行程を有する。

ここで、 前記補正は、 前記コイル電流測定値と前記ソレノィドに対する要求燃 料噴射量に基づいて決められる補正値を用いる。 また、 前記補正値は、 前記コィ ル電流測定値と前記ソレノィドに対する要求燃料噴射量との種々の組み合わせに 対して予め定められており、 前記組み合わせに応じて選択される補正値を用いる ようにする。

さらには、 前記ソレノィ ドの駆動停止タイミングの補正は、 前記コイル電流測 定値及び前記ソレノィドに対する要求燃料噴射量の一方又は両方に応じて定まる、 要求燃料噴射量の増加分と前記ソレノィドの駆動出力パルス幅の増加分との比で 表わされる傾き補正値を求める行程と、 前記コイル電流測定値に応じて定まる前 記ソレノィ ドの駆動開始から燃料噴射が始まるまでの補正された無効時間を求め る行程と、 前記要求燃料噴射量に前記傾き補正値を乗じた値に前記補正された無 効時間を加えた補正値を求める行程と、 の各行程により構成され、 前記補正値を 用いて前記ソレノィドの停止タイミングを調整するようにする。 これによつて、 より精緻な燃料噴射制御を可能としている。

さらに、 本発明においては、 エンジンの始動時、 または一旦中断した燃料噴射 を再開する時の最初の駆動時においては、 前記ソレノイドに印加される電源電圧 を測定し、 当該電源電圧値に基づいて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを補 正するようにしている。 そして、 次回又はそれ以降のソレノイドの駆動サイクル において、 今回測定したコイル電流値に基づいてソレノィ ドの駆動停止タイミン グを補正する補正値を求めて調整するのである。

本発明は、 さらに、 燃料噴射用ソレノィドを駆動する手段と、 前記ソレノィド の駆動開始から 1又は複数ボイントの所定時間経過時点における前記ソレノィド に流れたコィル電流を測定する電流測定手段と、 前記コィル電流測定値に基づい て前記ソレノィドの駆動停止タイミングを補正する補正値を求め、 当該補正値を 用いて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを調整する制御手段と、 を有するこ とを特徴とする燃料噴射制御装置を提供するものである。

ここで、 前記ソレノィドの駆動停止時に当該ソレノィドから放出されるェネル ギを当該ソレノィドの駆動エネルギとして再利用するための帰還回路を、 備える ようにしてもよい。 そして、 前記帰還回路は、 前記ソレノイ ドの駆動停止時に当 該ソレノィドから放出されるエネルギをチャージするコンデンサを含む。 これに より、 バッテリ電力消費量を減少させ、 バッテリの小容量化を可能としている。 本発明に係る燃料噴射制御方法及びその装置は、 燃料噴射用ソレノィドの温度 上昇に大きな影響を与えるコイル電流の測定値に基づいてソレノイドの駆動停止 タイミングを補正し調整するので、 要求された適正量の燃料噴射制御を行うこと を可能にしたのである。 また、 燃料噴射用ソレノイ ドの駆動開始から複数ポイン トの所定時間経過時点におけるコイル電流を測定することによりコイル電流の変 遷を知ることができるので、 より正確に要求燃料噴射量に対応した燃料噴射制御 を実現したのである。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明に係る燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置を電磁式燃料 噴射システムに適用した場合の構成例を示す。

第 2図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る燃料噴射制御装置の制御機構例を 示す。

第 3図は、 第 1の実施の形態の燃料噴射制御方法を適用した電磁式燃料噴射シ ステムにおける要求燃料噴射量に対応する要求駆動パルス、 コイル電流及び駆動 出力パルスの各波形の波形図を示す。

第 4図は、 本発明の第 1の実施の形態において、 駆動出力パルスのパルス幅の 求め方を示す概念図である。

第 5図は、 ソレノィ ドの駆動出力パルスの補正値 P rの求め方を概念的に示す 図である。

第 6図は、 本発明の第 2の実施の形態における燃料噴射制御システムにおける 燃料流量 Qとソレノィドの駆動出力パルス幅 T o u tとの関係を示す。

第 7図は、 燃料噴射装置における噴射量特性を表すグラフを示す。

第 8図は、 第 2の実施の形態の燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置におけ る補正された無効時間の特性の一例を示す特性図である。

第 9図は、 第 2の実施の形態の燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置におけ る傾き補正値の特性の一例を示す特性図である。

第 1 0図は、 本発明の第 2の実施の形態における補正された駆動出力パルス幅 T o u tの求め方を示す概念図である。

第 1 1図は、 本発明の第 3の実施の形態に係る電源電圧検出回路を含む本燃料 噴射制御装置の制御機構の例を示す。

第 1 2図は、 本発明の第 3の実施の形態における補正処理制御フローの例を示 す。

第 1 3図は、 本発明の第 3の実施の形態に係る燃料噴射制御方法及び燃料噴射 制御装置における燃料噴射特性を模式的に示す特性図である。

第 1 4図は、 本発明の第 4の実施の形態に係る燃料噴射制御方法の処理手順の フローチヤ一トを示す。

第 1 5図は、 第 4の実施の形態におけるコイル電流を検出するためのソフ トゥ エア処理のタイミングチャートを示す。

第 1 6図は、 第 4の実施の形態におけるコイル電流を検出するためのソフ トゥ エア処理において検出タイミングずれが生じる場合のタイミングチャートを示す。 第 1 7図は、 第 4の実施の形態におけるコイル電流を検出するためのソフトウ エア処理において検出タイミングがずれた場合の駆動出力パルスおよびコイル電 流の各波形の波形図を示す。

第 1 8図は、 従来の燃料噴射制御装置の制御機構の第 1の例を示す。

第 1 9図は、 従来の燃料噴射制御装置の制御機構の第 2の例を示す。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の複数の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

( 1 ) 本発明の第 1の実施の形態

第 1図は、 本発明に係る燃料噴射制御装置を含む燃料噴射システムの全体概略 構成の例を示す。

第 1図に示すように、 電磁式燃料噴射システムは、 燃料タンク 3 1内の燃料を 圧送する電磁駆動ポンプであるプランジャポンプ 3 2と、 プランジャポンプ 3 2 により所定の圧力に加圧されて圧送された燃料を通過させるオリフィス部を有す る入口オリフィスノズル 3 3と、 入口オリフィスノズル 3 3を通過した燃料が所 定の圧力以上のとき (エンジンの) 吸気通路内に向けて噴射する噴射ノズル 3 4 と、 エンジンの運転情報およびプランジャポンプ 3 2のソレノイ ド （本願におけ る燃料噴射用ソレノィ ド） に流れるコイル電流に基づいてプランジャポンプ 3 2 等に制御信号を出力するように構成されたコントロールユニッ ト （E C U) 3 6 をその基本構成として備えている。 ここで、 本発明に係る燃料噴射制御装置にお ける制御手段は、 前記コントロールュニット 3 6に該当する。

第 2図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る燃料噴射制御装置の構成を説明す るものである。 第 2図において、 燃料噴射用ソレノィ ド （以下、 適宜、 「ソレノィ ド」 又は 「コイル」 という） 4 6は、 プランジャポンプ 3 2を構成する。 プラン ジャポンプ 3 2は、 燃料噴射用ソレノィ ド 4 6を駆動するためのスィツチング素 子である例えば Nチャンネル F E T 4 4、 F E T 4 8及び F E T駆動回路 4 5か らなる駆動手段により駆動される。

ところで、 本発明に係る燃料噴射装置においては、 ソレノイ ド 4 6を駆動停止 した際にソレノィド 4 6から放出されるエネルギをチャージするためのコンデン サ 5 0及ぴダイオード 4 2を備える。 これにより、 バッテリ 4 1の電力消費量を 減少させると共に、 バッテリ 4 1の小容量化を実現できる。 ソレノイド 4 6に蓄 えられたエネルギが再びソレノィド 4 6の駆動エネルギとして再利用されるから である。 さらに、 これにより、 コンデンサ 5 0には電源電圧 （例えば 1 2 V) よ りも高い電圧がチャージされているので、 ソレノイド 4 6の駆動開始時における コイル電流の立ち上がりが急峻になりプランジャポンプ 3 2の動作開始時間 （無 効時間） が短縮されるという効果も得ることができる。

第 2図に示すように、 本制御装置は、 この他、 燃料噴射用ソレノイド 4 6の駆 動開始から 1又は複数ボイントの所定時間経過時点における前記ソレノイド 4 6 に流れたコイル電流 I rを測定する電流検出回路 6、 測定した 1又は複数のコィ ル電流の測定値に基づいてソレノィド 4 6の駆動停止タイミングを補正する補正 値を求めこの捕正値に基づいてソレノィド 4 6の次回以降の駆動における停止タ ィミングを調整する駆動ドライバ及びマイクロコンピュータ 4 3を含む制御手段 を備える。

ソレノイド 4 6の一端には、 ダイオード 5 7を介してバッテリ 4 1の電源電圧 (VB) が印加される。 ソレノイ ド 4 6の他端は、 F E T 4 4のドレインに接続 される。 上述したように、 ソレノィド 4 6から放出されるエネルギをチャージす るためのコンデンサ 5 0にダイオード 4 2を介して接続するようにしても良い。

F E T 4 4のゲートには、 F E T駆動回路 （ドライバ回路） 4 5を介してマイ クロコンピュータ 4 3から出力された作動信号に基づく駆動出力パルスが供給さ れる。 F ET 4 8のオン Zオフ動作は、 F ET 4 4と同じであってもよいが、 ソ レノイド 4 6の駆動前 （F E T 4 4のオン） に先行してオンするようにしてもよ い。 また、 F ET 4 8のオフのタイミングは、 F E T 4 4のオフの前にする。

F E T 4 4のソース端子は、 電流検出用の抵抗 5 2を介して接地される。 駆動 パルスによって F E T 4 4力 S 「オン」 状態になると、 バッテリ 4 1からソレノィ ド 4 6、 に電源電圧が供給されてソレノイド 4 6の駆動が開始される。 そして、 ソレノィド 4 6に流れた電流は、 電流検出回路 6により測定される。

電流検出回路 6においては、 電流検出用抵抗 5 2 (低抵抗） の両端子間に生じ る電圧降下 （「R52」 X 「コイル電流値」） を、 直列抵抗 7、 帰還抵抗 8、 ォペア ンプ 9により構成される增幅回路で増幅してマイクロコンピュータ 4 3のアナ口 グ入力端子に出力するようにする。 マイクロコンピュータ 4 3は、 入力されたァ ナ口グ電流値をデジタル変換して内部のメモリに記憶する。 本発明においては、 制御手段におけるメモリ内に記憶されたコィル電流の測定値に基づいてソレノィ ド 4 6の駆動停止のタイミングを補正することにより、 燃料噴射要求量に適切に 対応した燃料噴射を行うのである。

尚、 第 2図においては、 ソレノイド 4 6の駆動停止の際にソレノイド 4 6から 放出されるエネルギをコンデンサ 5 0にチャージし再利用するようにしている力 従来技術のように、 例えば第 1 8図に示されたようなスナバー回路により消費さ せるようにしても良い。 また、 ソレノイド 4 6の他端を、 ダイォード 4 2を介し てバッテリ 4 1に接続することによりバッテリ 4 1を充電するような構成にして もよい。

第 3図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る要求燃料噴射量 Q cに対応するソ レノイ ド 4 6の要求駆動パルス P w、 要求駆動パルス P wのパルス幅 T w、 ソレ ノイド 4 6の駆動開始時からコィル電流の測定値 I .,rを検出するまでの駆動時間 T r、 及び実際に出力されるソレノイド 4 6を駆動する F E T 4 4への駆動出力 パルス P o u t間の相互関係を示している。 ここで、 コイル電流は、 ソレノイド 4 6の駆動開始から所定の 1又は複数ボイントの所定時間経過時点において測定 され、 第 3図において、 ソレノイド 4 6の駆動開始時点から T r 1， T r 2 , T r 3 ■ ■ ■ T r η時間経過後におけるソレノィド 4 6に流れたコイル電流の測定 値をそれぞれ I r l， I r 2 , I r 3 ■ - · I r nと表示している。

本発明においては、 要求駆動パルス P wに対して、 ソレノイド 4 6の実駆動時 間は、 原則的に前回 （又はそれ以前） のソレノイド駆動時において求められたコ ィル電流 I r ( 1又は複数の測定値） に基づいて要求駆動パルス P wの補正値 P .1-を求め、 この補正値 P rに基づいてソレノィド 4 6の駆動時間の増減等の調整 を行っている。

第 3図に示すように、 本燃料噴射制御方法においては、 要求駆動パルス P wの 立ち上がりエッジに同期して駆動出力パルス P o u tが立ち上がり、 それによつ てソレノイド 4 6が駆動されコイル電流 Iが流れ始める。 そして、 ソレノイド 4 6の駆動開始から所定の 1又は複数ボイントの所定時間経過時点、例えば 2 m s、 又は 2 m s、 4 m s及び 6 m s経過した時点で、 コイル電流の測定値 I r ( I r 1， I r 2, I r 3) が測定される。 ソレノイ ド 46の駆動停止後にコイル電流 の測定値 I r (I r lの 1ポイント、 又は I r l， I r 2, I r 3の 3ポイント） がメモリから読み出され、 このコイル電流の測定値 I rと要求燃料噴射量 Q cと に基づいて、 要求燃料噴射量 Q cに対する補正値 P rが求められる。 その補正値 P rに基づいて要求燃料噴射量 Q cに対応する要求駆動パルス幅 Twが補正され、 駆動出力パルス P o u tが FET44のゲートに供給されるのである。 これによ つて、 燃料噴射量が燃料噴射用ソレノィドを駆動するコイル電流の影響を受ける 燃料噴射装置における燃料噴射量の適正な調整を行っているのである。

ソレノィド 46の駆動開始から複数ボイントの所定時間経過時点における複数 のコイル電流ィ直 (I r l, I r 2 , I r 3 · · · I r n) に基づいて補正値 P rを 求める場合は、 n次元の I r軸から補正値 P rを求めるか、 又は第 1コイル電流 測定値 I r 1に基づいて第 1補正値 P rを求め、 以降の I r測定値に基づいて補 正値 P rを順次補正した P r 2, P r 3 · ■ ■ P r nを求め、 P r nを最終の補 正値とする。 または、 複数ポイントにおける複数のコイル電流値 （I r l, I r 2， I r 3 ■ . . I r n) におけるそれぞれの捕正値 P r nの平均値を算出し、 これを最終の補正値とするようにしてもよい。

第 4図以降の説明においても、 ソレノィド 46の駆動開始から複数ポイントの 所定時間経過時点における複数のコイル電流値に基づいて補正値 P rを求める場 合は、 同様である。

第 4図は、 本発明の第 1の実施の形態において、 駆動出力パルス P o u tのパ ルス幅 T o u tの求める概念を示す図である。 ここに示すように、 補正パルス幅 計算処理部 7 1において、 要求燃料噴射量 Q cとコイル電流の測定値 I rとに基 づいて要求燃料噴射量 Q cに対応する要求駆動パルス P wの補正値 P rが求めら れる。 この補正値 P rは、 演算器 72 (例えば、 加算減算器） において要求燃料 噴射量 Q cに対応する要求駆動パルス幅 Twに加算又は減算され、 それによつて 次回 （又は次回以降） の駆動出力パルス幅 T o u tが求められる。 補正パルス幅 計算処理部 7 1および加算器 72はマイクロコンピュータ 43に含まれる。 上述 のように、 ソレノイド 46の駆動開始から複数ボイントの所定時間経過時点にお ける複数のコイル電流値 （I r l, I r 2, I r 3 · · · I r n) に基づいて補正 値 P rを求める場合は、 n次元の I r軸から補正値 P rを求めるか、 又は第 1コ ィル電流測定値 I r 1に基づいて第 1補正値 P rを求め、 以降の I r測定値に基 づいて補正値 P rを順次補正した P r 2， P r 3 · · ' P r nを求め、 P r nを 最終の補正値とする。

尚、 コイル電流は、 温度、 コイル抵抗等により発生するノイズ等の重畳があり 測定時の変化が大きいことがある。 測定ごとに変化する補正値により補正処理し た駆動出力パルス P o u tを出力すると燃料噴射量が安定せずエンジン駆動に不 都合が生じる。

このため、 マイクロコンピュータ 4 3に直近の所定複数回の補正値と、 直近複 数回の補正値の平均補正値を算出して記憶する。 今回測定し算出した補正値が平 均補正値の所定の許容値を越えた場合には、 次回の駆動出力パルス P o u tのパ ルス幅 T o u tを求める補正処理を行い、 補正値が許容値以内の範囲である時は 補正処理を行わないようにしている。

第 5図は、 先に説明した本発明に係るソレノィド駆動中におけるコイル電流の 測定値 I rに基づく補正処理において、 ソレノィド駆動パルスの補正値 P rの求 め方を概念的に示す図である。 図示のように、 本発明を構成するマイクロコンビ ユータ内のメモリ 8内に、 例えば、 横軸にコイル電流の測定値 I rを取り （複数 ポイントの所定時間経過時点における n個のコイル電流値に基づいて補正値 P r を求める場合は、 n次元の I r軸）、縦軸に要求燃料噴射量 Q cを取り、種々のコ ィル電流の測定値 I rと要求燃料噴射量 Q cの組み合わせに対応する補正値 P r をマッピングした捕正値マップを用意する。 このコイル電流の測定値 I rと要求 燃料嘖射量 Q cの組み合わせに対応する補正値 P rについては、 予め実験等によ り求めておく。 このような補正値マップは、 後述するように、 変動要素が複数あ れば n次元を超える多次元表示マップであっても良い。

上述した第 1の実施の形態によれば、 ソレノイド 4 6を駆動する F E T 4 4を 実際にオン、 オフさせるための駆動出力パルス P o u t力 ソレノイド 4 6の駆 動開始から 1又は複数ボイントにおける所定時間経過後のコイル電流の測定値 I rと、 要求燃料噴射量に対応する要求駆動パルス P wとに基づいて捕正されるた め、 燃料を加圧しながら噴射する電磁式燃料噴射ポンプにおいて要求燃料噴射量 と実際の燃料噴射量の関係がリユアになり、 燃料噴射要求量を正確に補正するこ とが出来る。 (2) 本発明の第 2の実施の形態

次に、 本発明の第 2の実施の形態に係る燃料噴射方法を、 第 1図に示す構成の 電磁式燃料噴射システムに適用した場合を例にして説明する。 電磁式燃料噴射シ ステムの構成についての説明は、 先の第 1の実施の形態例と重複するので省略す る。

ここで、 本第 2の実施の形態においては、 要求燃料噴射量 Q cの増加分とソレ ノィドの駆動出力パルス幅 T o u tの増加分との比で表される傾き補正値と、 ソ レノィドの駆動開始から燃料噴射が始まるまでの捕正された無効時間とにより、 要求燃料噴射量 Q cに傾き補正値を乗じた値に補正された無効時間を加えて駆動 出力パルス幅 T o u tを求めるようにしている。

第 6図は、 本第 2の実施の形態における燃料噴射制御システムにおける燃料嘖 射量 Qとソレノイドの駆動出力パルス幅 T o u tとの関係を示す。 第 6図に示す ように、 パルス幅がゼロからある値 （T o f f s e t) になるまでは燃料噴射量 Qはゼロのままであり、 それ以後、 パルス幅の増大に伴って燃料噴射量 Qの値は ある傾き T dで增大する。

ソレノィド 4 6の駆動開始後所定期間 （T o f f s e t) は、 実際の燃料の噴 射が始まらない時間であって、 噴射量には影響しないことから無効時間と呼ばれ る。 この無効時間 T o f f s e tは、 やはり、 コイル電流の測定値 I rに影響さ れる変動値である。 従って、 燃料噴射量 Qに対してより適正な燃料噴射を行おう とする場合、 この T o f f s e tをも補正する必要がある。 第 6図において、 傾 き T dは、 要求燃料噴射量 Qcの増加分とソレノィ ドの駆動出力パルス幅の増加 分との比であり、 本願において傾き補正値 T dと呼ぶものである。 当該 T d及び T o f f _S e tを用いると、 要求燃料噴射量 Q cを正確に噴射するために必要な '駆動出力パルス幅 T o u tは、 [T o u t =Q c XT d + T o f f s e t ]の式で 表される。

ところで、 この無効時間 T o f f s e tは、 上記したようにコイル電流の大き さによって変動するものであることから、 コイル電流の測定値 I rの関数として 表わすことができる。 つまり、 コイル電流の測定値 I rに応じて補正された無効 時間 T o f f s e tの値が求められるのである。 この補正された無効時間 T o f f s e tの値は、 例えばコイル電流の第 1ポイントである T r 1時間経過後のコ ィル電流測定値 I r 1に対して T o f ί s e tの値がマッピングされた 2次元表 示のマップから求められる。 このマップは予め実験等により求めておく。

また、 傾き補正値 T dは、 要求燃料噴射量 Q cと駆動出力パルス幅 T o u tと の関係がリニアである場合には、 無効時間 T o f f s e tと同様にコイル電流の 測定値 I r (例えば、 I r 1 ) の関数となる。 従って、 この傾き補正値 T dの値 は、 例えば、 I rに対して T dの値がマッピングされた 2次元表のマップから求 められる。 しかし、 要求燃料噴射量 Q cと駆動出力パルス幅 T o u tとの関係が リニアでない場合には、 傾き補正値 T dは、 コィル電流の測定値 I rと要求燃料 噴射量 Q cとの関数となる。 したがって、 この場合にはコイル電流の測定値 I r 及び要求燃料噴射量 Q cに対して傾き補正値 T dの値をマッビングした 3次元表 示のマップを用いて傾き補正値 T dを求めるようにする。 これらのマップは予め 実験等により求められる。

第 7図は、 種々のコイル電流の測定値 I rにおける実際の燃料噴射量 Q o u t と最終の燃料噴射のための駆動出力パルス幅 T o u tとの関係を示す噴射量特性 グラフの例を示す。 第 7図に示した嘖射量特性グラフは、 コイル電流の測定値 I rが大きいほど、 無効時間が小さくなると共に、 同じ駆動出力パルス幅に対して より多くの量の燃料噴射が生じることを示している。

第 8図に、 無効時間 T o f f s e tとコイル電流の測定値 I r との関係の一例 を示す。 第 9図に、 傾き補正値 T dとコイル電流の測定値 I r (例えば I r 1 ) との関係の一例を示す。 要求燃料噴射量 Q cと駆動出力パルス幅 T o u t との関 係がリニアである場合には、 要求燃料噴射量 Q cの値に関わらず、 傾き補正値 T dとコイル電流の測定値 I rとの関係は第 9図に示すような関係のみとなる。 しかし、 要求燃料噴射量 Q cと駆動出力パルス幅 T o u tとの関係がリニアで ない場合には、 種々の要求燃料噴射量 Q cに対してそれぞれ第 9図に示すような 関係があることになる。

第 1 0図は、 本第 2の実施の形態における補正された駆動出力パルス幅 T o u tの求め方を示す第 2の概念図である。 ここでは、 図示のように、 最初に、 乗算 器 7 5において要求燃料噴射量 Q cに対応する要求駆動パルス P wと傾き補正値 T dとの乗算が行なわれる。 この傾き補正値 T dは、 コイル電流の測定値 I rに 基づいてマップ 8 1から得られる。 この傾き捕正値 T dに関しても、 ソレノィド 4 6の駆動開始から複数ポイント の所定時間経過時点における複数のコイル電流値 （I r l， I r 2 , I r 3 · · · I r n ) に基づいて求めることができる。 この場合、 n次元の I r軸から傾き補 正値 T dを求めるか、 又は第 1コイル電流測定値 I r 1に基づいて第 1傾き補正 値 T d 1を求め、 以降の I r測定値に基づいて傾き補正値 T dを順次補正した T d 2 , T d 3 · · · T d nを求め、 T d nを最終の補正値とする。

次に、 加算器 7 6において、 Q c X T dの値に無効時間 T o f f s e tが加算 される。 この無効時間 T o ί f s e tは、 コイル電流の測定値 I rに基づいてマ ップ 8 2から得られた捕正された無効時間 T o f f s e tが用いられる。

このようにして、 最終の燃料噴射のための駆動出力パルス幅 T o u tが求めら れる。 ここで、乗算器 7 5及び加算器 7 6は、マイクロコンピュータ 4 3に含まれ る。 また、 マップ 8 1、 マップ 8 2は、 マイクロコンピュータ 4 3内のデータ記 憶部に格納されている。

上述した本発明の第 2の実施の形態によれば、 1又は複数のコイル電流測定値 I rに基づいて、 又はこのコイル電流の測定値 I rと要求燃料噴射量 Q cとに基 づいて傾き補正値 T dが求まり、 またコイル電流の測定値 I rに基づいて補正さ れた無効時間 T o f f s e tが求められ、 これら捕正された無効時間 T o f f s e t及び傾き捕正値 T dを用いて最終の燃料噴射のための駆動出力パルス幅 T ο u tが補正されることとなる。

これにより、 燃料を加圧しながら噴射する電磁式燃料噴射ポンプにおいて要求 燃料噴射量に対応する要求駆動パルス P wと燃料噴射量 Qの関係がリニァでない 場合でも、 燃料噴射量 Qを適正に補正することが出来る。 さらに、 駆動パルス幅 と燃料噴射量の関係がリニアである燃料噴射装置の場合には、 傾き補正値 T d及 び補正された無効時間 T o f f s e tがそれぞれ 2次元マップから求まるので、 3次元表示のマップを用いて補正する場合よりも補正値を求める計算が簡略化さ れマップによるメモリ使用量が少なくなるという利点がある。

( 3 ) 本発明の第 3の実施の形態

第 1 1図は、 本第 3の実施の形態に係る燃料噴射制御装置の制御機構を説明す るための図である。 この制御機構は、 第 1 1図に示すように、 第 2図に示す電磁 式燃料噴射システムにおいて、 電源電圧 V Bを検出しその検出値をマイクロコン ピュータ 4 3に供給する電源電圧検出回路 4 9を追加した構成となっている。 そ の他の構成は、 第 2図に示す構成と同じである。

第 1 2図は、 本第 3の実施の形態に係る補正処理制御フローの例を示す。 ェン ジンの始動時、 すなわち燃料噴射用ソレノイ ド 4 6の 1回目の駆動時には、 前回 の燃料噴射サイクルが無いため、 傾き補正値 T dおよび捕正された無効時間 T o f f s e tを求めるために参照する前回の燃料噴射サイクル時における燃料噴射 開始後の 1又は複数ボイントにおけるコイル電流の測定値 I rデータを有さない。 また、 このエンジンを搭載した車が坂を下る際の燃料カツトゃ信号待ち等でアイ ドリングストップのための燃料力ットなどにより燃料噴射が中断した後に、 ソレ ノイド 4 6の駆動を再開する場合も同様である。 さらにバッテリ容量が小さい場 合などエンジンを始動する際は、 電源電圧 VBが極端に低下し、 それによつてマ イク口コンピュータにリセットがかかり、 前回の燃料噴射時の I rデータを参照 することが不可能な場合がある。

そこで、 本第 3の実施の形態では、 ェンジンの始動時、 または燃料力ットなど による燃料噴射の中断後に再びソレノィド 4 6を駆動するときの 1回目の駆動時 のみ、 電源電圧検出回路 4 9より電源電圧 VBを検出し、 その検出値に基づいて 傾き補正値 T dと補正された無効時間 T o f f s e tを求める構成となっている。 また、 特に図示しないが、 電源電圧 VBに対して補正された無効時間 T o f f s e tがマッピングされたマップや、 電源電圧 VBに対して傾き補正値 T dがマ ッビングされたマップが予め実験などにより求められており、 マイクロコンピュ ータ内の記憶部に記憶されている。

電源電圧 V Bの検出値に基づいて求められた傾き補正値 T dおよぴ補正された 無効時間 T o f f s e tを用いて、 [T o u t=Q c XT d+T o f f s e t]で 表される式により駆動出力パルス幅 T o u tを求めるのは先に説明した第 2の実 施の形態と同様である。

上述した第 3の実施の形態によれば、 エンジンの始動時および燃料力ット時な どによる燃料噴射の中断後に再びソレノィ ド 4 6を駆動する時の 1回目の駆動時 には、 電源電圧 VBの検出に基づいて、 またそれ以外のときは前回の燃料噴射時 に検出したコイル電流の測定値 I rに基づいて、 それぞれ最終の燃料噴射のため の駆動出力パルス幅 T o u tが捕正されるため、 第 3の実施形態と同様に燃料を 加圧しながら噴射する電磁式燃料噴射システムにおいて燃料噴射量 Qを正確に補 正することが出来る。

さらに、 駆動出力パルス幅 T o u tと燃料噴射量 Qの関係がリニアである場合 には、 補正計算に用いるマップが 2次元のものになるので、 補正計算が簡略化さ れるという利点と、 マップによるメモリ使用量が少なくなるという利点がある。

( 4 ) 本発明の第 4の実施の形態

本発明における、 第 4の実施の形態に係る燃料噴射制御方法は、 上述した第 1 乃至第 3の実施の形態において、 ソレノイド 4 6の駆動開始から所定時間経過後 にコイル電流を測定する際に、 その測定タイミングのズレが原因でコイル電流の 測定値 I rが本来の値からずれるのを防ぐ方法である。

たとえば、 第 2図または第 1 1図に示す構成の電磁式燃料嘖射システムが、 第 1 5図に示すように、 駆動出力パルス 9 1をオンさせるための割込み 9 2でコィ ル電流の検出時間 T rを計測するタイマーがスタートして割込み待ち状態 9 3と なり、 このタイマーのカウントアップ割込み 9 4で電流検出用 AZD変換器が起 動して割込み待ち状態 9 5となり、 A/D変換終了割込み 9 6で A/D変換値を 読み込むというソフトウェア処理を行うとする。 ここで、 タイマー及び電流検出 用 A/D変換器はマイクロコンピュータ 4 3に内蔵されている。

このようなソフトウェア処理において、 第 1 6図に示すようにタイマーの力ゥ ントアップ割込み 9 4が発生した時に、 別の割込み処理 9 7を実行していると、 それが終了してから電流検出用 A/D変換器が起動されるため、 コイル電流のサ ンプリングのタイミングが T sだけずれてソレノィド 4 6の駆動開始から T r + T s時間経過した時点のコイル電流が検出される。

したがって、 第 1 7図に示すように、 コィル電流の検出値 9 8が本来の値、 す なわち駆動開始から T r時間経過した時点のコイル電流の測定値 I rから I _sだ けずれてしまう。 駆動出力パルス 9 1をオンさせるための割込み 9 2の発生時に 別の割り込みを実行しているため、 駆動出力パルス 9 1がオン状態になった後、 しばらくしてからタイマーがスタートする場合も同様である。 そこで、 第 4の実 施の形態では、 以下に説明する手順でコイル電流の測定をおこなう。

第 1 4図は、 本発明の第 4の実施の形態に係る燃料噴射制御方法における処理 手順の一例を示すフローチャートである。 まず、 ソレノイドの駆動オン割込み処 理が開始されると、 駆動出力パルスがオンに切り替わった時刻 T 1 (出力アウト プットコンペアの値） を記録し （ステップ S 1 3 1 )、電流検出用のタイマーをス タートさせる （ステップ S 1 3 1 )。

そして、他の処理などを行い （ステップ S 1 3 3 )、 タイマーのカウントアップ 割り込みが発生すると、電流検出タイマー処理を開始する。この処理が始まると、 現時刻、 すなわち AZD変換を実行しょうとしたときの時刻 T 2を測定し （ステ ップ S 1 3 4 )、 時刻 T iから時刻 T 2までの経過時間 T 2 _ T i計算して求める (ステップ S 1 3 5 )。

ここで、 この経過時間 Τ 2 _ Τ 1と予め設定しておいた時間とを比較する （ス テツプ S 1 3 6 )。その結果、経過時間 Τ 2— Τ 1が設定時間以内である場合には、 電流検出用 AZD変換器を起動して AZD変操を開始し（ステップ S 1 3 7 )、電 流検出用タイマー処理を終了する。

そして、 A/D変換終了割込みが発生すると、 A/D変換処理において A/D 変換値を読み込み、 その値によってコイル電流の測定値 I rを更新し （ステップ S 1 3 8 )、全処理を終了する。 この場合には、 この更新されたコイル電流の測定 値 I rに基づいて、 第 1及び第 3の実施の形態で説明したように、 ソレノイドの 駆動出力パルス幅の補正がおこなわれる。

—方、 ステップ S 1 3 6での比較の結果、 経過時間 T 2— T 1が設定値を越え ている場合には、 電流検出用 A/ D変換器を起動しないで全処理を終了する。 こ の場合には、 更新されていないコイル電流の測定値 I r、 すなわち以前に測定さ れたコイル電流の測定値 I r (たとえば、 マイクロコンピュータ 4 3内の R AM などに記憶されている） に基づいて、 ソレノイ ドの駆動出力パルス幅の補正がお こなわれる。 燃料噴射開始から複数ボイントにおける 11個のコイル電流測定値 I rにも基づいて制御する場合も同様である。

上述した第 4の実施の形態によれば、 コイル電流の測定値 I rが他の割り込み 処理等で大幅にずれた測定タィミングで測定されることが防止されるため、 本来 の値からずれたコイル電流の測定値 I rに基づく補正が原因で発生する A/ Fの 変動を抑制することができる。

本発明は、 上述した各実施の形態に限らず、 種々変更可能である。 たとえば、 第 1の実施の形態においてパルス幅の補正値 P rを要求燃料噴射量 Q cに対応す る要求駆動パルス P wに適用する演算器は加算器に限らず、 減算器、 乗算器また は除算器、 あるいはこれらの組み合わせや、 その他の計算を行うものであっても よい。

また、 本発明は、 上記した種々の実施の形態において説明した電磁式燃料噴射 システムに限らず、 ソレノィ ドの駆動出力パルス幅と燃料噴射量の関係が比較的 リニアな特性を有する燃料供給用圧力レギユレータを具備する燃料噴射装置にも 適用可能である。 このような燃料噴射装置においても、 駆動用ソレノイ ドの動作 開始時間 （無効時間） 等の動作特性が、 コイルの電流値や温度等によって変動す るからである。

産業上の利用可能性

本発明は、 エンジン等に燃料を供給するための電子制御式の燃料噴射制御方法 及びその制御装置に関するものであり、 産業上の利用可能性を有する。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 燃料噴射用ソレノィドの駆動開始から 1又は複数ボイントの所定時間経過 時点における前記ソレノィドに流れたコイル電流を測定し、 前記コイル電流の測 定値に基づいて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを捕正し調整することを特 徴とする燃料噴射制御方法。

2 . 燃料噴射用ソレノィ ドの駆動を開始する行程と、

前記ソレノィドの駆動開始から 1又は複数ボイントの所定時間経過時点におけ る前記ソレノイドに流れたコィル電流を測定する行程と、

前記コイル電流測定値に基づいて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを補正 する補正値を求める行程と、

の各行程を有し、

前記捕正 を用いて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを調整することを特 徴とする燃料噴射制御方法。

3 . 前記補正は、 前記コイル電流測定値と前記ソレノイドに対する要求燃料噴 射量とに基づいて決められる補正値を用いることを特徴とする請求の範囲第 1項 又は第 2項に記載の燃料噴射制御方法。

4 . 前記補正は、 前記コイル電流測定値と前記ソレノイドに対する要求燃料噴 射量との種々の組み合わせに対して予め定められており、 前記組み合わせに応じ て選択される補正値を用いることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記 載の燃料噴射制御方法。

5 . 前記ソレノィドの駆動停止タイミングの補正は、

前記コイル電流測定値及び前記ソレノィ ドに対する要求燃料噴射量の一方又は 両方に応じて定まる、 要求燃料噴射量の増加分と前記ソレノィ ドの駆動出力パル ス幅の増加分との比で表わされる傾き捕正値を求める行程と、

前記コイル電流測定値に応じて定まる前記ソレノィドの駆動開始から燃料噴射 が始まるまでの補正された無効時間を求める行程と、

前記要求燃料嘖射量に前記傾き補正値を乗じた値に前記補正された無効時間を 加えた捕正値を求める行程と、 の各行程により構成され、

前記補正値を用いて前記ソレノィドの停止タイミングを調整する請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の燃料噴射制御方法。

6 . エンジンの始動時、 またはー且中断した燃料噴射を再開する時の最初の駆 動時における前記ソレノィドの駆動時間の設定においては、 前記ソレノィドに印 加される電源電圧を測定し、 当該電源電圧測定値に基づいて前記ソレノィドの駆 動停止タイミングを補正する請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の燃料噴射制御 方法。

7 . 燃料噴射用ソレノィドを駆動する手段と、

前記ソレノィドの駆動開始から 1又は複数ポイントの所定時間経過時点におけ る前記ソレノイドに流れたコィル電流を測定する電流測定手段と、

前記コイル電流測定値に基づいて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを補正 する補正値を求め、 当該補正値を用いて前記ソレノィドの駆動停止タイミングを 調整する制御手段と、

を有することを特徴とする燃料噴射制御装置。 .

8 . 前記ソレノィ ドの駆動停止時に当該ソレノィドから放出されるエネルギを 当該ソレノイドの駆動エネルギとして再利用するための帰還回路を、 備えること を特徴とする請求の範囲第 7項に記載の燃料噴射制御装置。

9 . 前記帰還回路は、 前記ソレノイ ドの駆動停止時に当該ソレノイドから放出 されるエネルギをチャージするコンデンサを含むことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の燃料噴射制御装置。

1 0 . 前記補正値は、 前記コイル電流測定値と前記ソレノイ ドに対する要求燃 料噴射量とに基づいて決められることを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 9項 の何れか一項に記載の燃料噴射制御装置。

1 1 . 前記補正値は、 前記コイル電流測定値と前記ソレノィ ドに対する要求燃 料噴射量との種々の組み合わせに対して予め定め「つれており、 前記組み合わせに 応じて選択されることを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 9項の何れか一項に 記載の燃料噴射制御装置。

1 2 . 前記制御装置は、

前記コィル電流測定値を記憶する記憶手段と、

前記記憶手段に記憶されたコィル電流測定値及び前記ソレノイドに対する要求 燃料噴射量の一方又は両方に応じて定まる、 要求燃料噴射量の増加分と前記ソレ ドの駆動出力パルス幅の増加分との比で表わされる傾き補正値を求める手段 と、

前記記憶手段に記憶された前記コィル電流測定値に応じて定まる前記ソレノィ ドの駆動開始から燃料噴射が始まるまでの補正された無効時間を求める手段と、 前記要求燃料噴射量に前記傾き補正値を乗じた値に対して前記補正された無効 時間を加えた前記補正値を求める手段と、 の各手段を具備し、

前記補正値を用いて前記ソレノィドの停止タイミングを調整する請求の範囲第 7項乃至第 9項の何れか一項に記載の燃料嘖射制御装置。