WO2004070182A1

WO2004070182A1 - 燃料噴射制御方法及び制御装置

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Publication number: WO2004070182A1
Application number: PCT/JP2004/000889
Authority: WO
Inventors: Shigeru Yamazaki
Original assignee: Mikuni Corporation
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2004-08-19
Also published as: CN100420842C; EP1596055A4; CN1774570A; EP1596055A1; JPWO2004070182A1; TW200422515A; KR20050097519A

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。