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1. (WO2019003643) ELECTRONIC CONTROL DEVICE
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明 細 書

発明の名称 電子制御装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009  

発明の効果

0010   0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039  

符号の説明

0040  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6  

明 細 書

発明の名称 : 電子制御装置

技術分野

[0001]
 本発明は、電子制御装置に係り、特に、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁を制御する電子制御装置に関する。

背景技術

[0002]
 内燃機関による燃料噴射弁(以下、インジェクタということがある)の制御システムにおいて、インジェクタに対して開弁電流を流す前に予備通電電流(プリチャージ電流ともいう)を流す技術(プリチャージ制御)が知られている(特許文献1、2参照)。
[0003]
 例えば、特許文献1には、内燃機関の燃料調整を制御する電磁弁などの負荷制御のための方法において、制御開始前に負荷に予備通電電流を印加し、制御開始時点で、高められた電圧を印加する技術が開示されている。
[0004]
 また、例えば、特許文献2には、燃料噴射に際し、通電開始当初のプレチャージ期間において燃料噴射弁の電磁部に対して弁体が作動するよりも小さいプレチャージ電流を供給するとともに、それに引き続いて弁体を作動させる駆動電流を供給するようにした内燃機関の燃料噴射制御装置であって、駆動電流の立ち上がり変化の速さに相関するパラメータである電流変化パラメータを取得し、その取得した電流変化パラメータに基づいて、燃料噴射弁の電磁部に対するプレチャージ電流の供給を制御する技術が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開平11-315745号公報
特許文献2 : 特開2016-37870号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかしながら、上記特許文献1に開示されるような従来技術では、インジェクタを開弁するための電源電圧によらず、一律のプリチャージ電流量でプリチャージ制御を行うため、電源電圧によってインジェクタの開弁時間が変化するという問題がある。
[0007]
 また、上記特許文献2に開示されるような従来技術では、駆動電流の立ち上がり変化の速さに相関するパラメータである電流変化パラメータを取得したのちに、その取得した電流変化パラメータに応じてプリチャージ電流量を決定するため、プリチャージ制御へのプリチャージ電流量の反映が1噴射分遅延することになる。また、上記特許文献1と同様に、プリチャージ電流量を決定する際、インジェクタの開弁電流の元となる電源電圧を考慮していないため、電流変化パラメータを取得した際の電源電圧と、実際にプリチャージ電流量を反映させる際の電源電圧とに差異が生じている場合においては、インジェクタの開弁時間に変化が生じてしまう。
[0008]
 本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、インジェクタを開弁するための電源電圧の変化(低下)によらず、インジェクタの開弁時間の変化を抑えて、常に所望のインジェクタ噴射量を実現することのできる電子制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009]
 上記目的を達成するために、本発明に係る電子制御装置は、電源装置により供給された電圧に基づいて燃料噴射弁に対して該燃料噴射弁を開弁するための電流供給を行うとともに、当該電流供給を行う前に前記燃料噴射弁へ電流供給するプリチャージ制御を行う電子制御装置において、前記プリチャージ制御を行う際の前記電源装置の電圧に基づいて前記プリチャージ制御を行うことを特徴としている。

発明の効果

[0010]
 本発明によれば、燃料噴射弁(インジェクタ)の開弁電流の元となる電源電圧の変化(低下)によらず、インジェクタの開弁時間の変化を抑えて、常に所望のインジェクタ噴射量を実現することができる。
[0011]
 上記した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 本発明に係る電子制御装置の第1実施形態における回路構成図。
[図2] 本発明に係る電子制御装置の第1実施形態におけるタイミングチャート。
[図3] 本発明に係る電子制御装置の第2実施形態における回路構成図。
[図4] 本発明に係る電子制御装置の第2実施形態におけるタイミングチャート。
[図5] 本発明に係る電子制御装置の第3実施形態における回路構成図。
[図6] 本発明に係る電子制御装置の第3実施形態におけるタイミングチャート。

発明を実施するための形態

[0013]
 以下、本発明に係る電子制御装置の実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
[0014]
(第1実施形態)
 図1は、本発明に係る電子制御装置としてのインジェクタ噴射制御装置の第1実施形態における回路構成図、図2は、第1実施形態を実施する際のタイミングチャートである。
[0015]
 図示実施形態のインジェクタ噴射制御装置(電子制御装置)20は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射供給するインジェクタ2に対する電流供給を制御して、当該インジェクタ2の駆動状態を制御するためのもので、例えば、CPU、ROM、RAM、I/O、タイマ等が内蔵されたマイクロコンピュータで構成されている。
[0016]
 演算装置1からインジェクタ噴射制御装置20にインジェクタ噴射命令信号が入力されると、インジェクタ噴射制御装置20は、インジェクタ2を開弁するための開弁電流制御信号をインジェクタ開弁電流制御装置100から、インジェクタローサイドSW制御信号をインジェクタローサイドSW制御装置110から、プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御信号をプリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御装置90からそれぞれ、インジェクタ2の駆動状態を制御するインジェクタ回路30に対して出力する。ここで言う開弁電流制御信号はインジェクタ2を開弁するための電流印加を制御するための信号、インジェクタローサイドSW制御信号はインジェクタ2に電流を流すためのローサイドSWを制御する信号、プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御信号はプリチャージおよびインジェクタ2の開弁状態を一定期間保持するための電流印加を制御する信号である。
[0017]
 インジェクタ開弁電流を流すためのインジェクタ開弁用電圧VHは、インジェクタ開弁用電源装置10の中で生成し、そのインジェクタ開弁用電圧VHをインジェクタ回路30へ供給している。本実施形態では、基準電源Vからインジェクタ開弁用電源装置10に供給され、インジェクタ開弁用電源装置10内部の昇圧回路により、インジェクタ開弁電流を流すためのインジェクタ開弁用電圧VHを生成し、そのインジェクタ開弁用電圧VHをインジェクタ回路30へ供給しているが、前記インジェクタ開弁用電圧VHは、予め用意された電源から電源供給されることも考えられる。また、プリチャージおよびインジェクタ2の開弁状態を一定期間保持するための電流印加の電源においても、本実施形態では、基準電源Vをインジェクタ回路30へ直接供給しているが、インジェクタ開弁用電源装置10またはその他の電源より供給することも考えられる。
[0018]
 また、インジェクタ回路30内でインジェクタ2へ流す電流は、インジェクタ噴射制御装置20に備えられたインジェクタ電流検知回路11で監視しており、インジェクタ電流検知回路11で検知された電流に基づいて、インジェクタ2に流す電流は制御される。
[0019]
 本実施形態では、以上の開弁電流制御信号、インジェクタローサイドSW制御信号、プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御信号、およびインジェクタ2に流れる電流を監視することで、インジェクタ回路30の駆動を行うようになっている。
[0020]
 インジェクタ噴射制御装置20は、本実施形態では、前述のインジェクタ開弁電流制御装置100、インジェクタローサイドSW制御装置110、プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御装置90、インジェクタ電流検知回路11に加えて、インジェクタ2を開弁するためのインジェクタ開弁用電源装置10の電圧を監視する電圧監視装置40と、電圧値によってプリチャージ制御時のプリチャージ電流量を変更するための比較電圧値テーブル60と、電源監視装置40から得られたインジェクタ開弁用電源装置10の電圧と比較電圧値テーブル60に設定された比較電圧値を比較するための比較機50と、電圧値によってプリチャージ制御時のプリチャージ電流量(の設定値)を決定するためのプリチャージ設定値テーブル80と、比較機50から得られた情報に応じてプリチャージ設定値テーブル80からプリチャージ電流量(の設定値)を選択するプリチャージ電流選択機70と、を備えており、プリチャージ電流選択機70で選択されたプリチャージ設定値テーブル80内のプリチャージ電流量(の設定値)をプリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御装置90に伝達することで、電源監視装置40から得られたインジェクタ開弁用電源装置10の電圧に基づいて、プリチャージ制御を行うようになっている。
[0021]
 より詳しくは、電圧監視装置40は、インジェクタ開弁用電源装置10の電圧を監視しており、その電圧(インジェクタ開弁用電圧VH)を比較機50へ伝達している。比較機50に伝達されたインジェクタ開弁用電圧VHは、当該比較機50にて、複数の比較電圧値が予め設定された比較電圧値テーブル60と比較され、比較電圧値テーブル60内の比較電圧値のいずれかに達した場合に、比較機50は、その情報(インジェクタ開弁用電圧VHが比較電圧値テーブル60内の比較電圧値に達したこと)をプリチャージ電流選択機70へ伝達する。本実施形態では、前記比較機50で用いる前記比較電圧値テーブル60は、予め決められた比較電圧値を複数持つ比較電圧値テーブル方式を想定しているが、前記比較電圧値は、演算によって求められた値を用いても良いし、比較電圧値テーブル60の比較電圧値に補正値を反映させて制御しても良い。また、比較電圧値テーブル60内の各比較電圧値は、一義的に(つまり、ある比較電圧値を決めれば他の比較電圧値が決まる関係で)設定しても良いし、それぞれ個別に(言い換えれば、ランダムに)設定しても良い。
[0022]
 プリチャージ電流選択機70は、比較機50から伝達された情報に応じて、複数のプリチャージ電流量の設定値が予め設定されたプリチャージ設定値テーブル80からプリチャージ電流量の設定値(比較機50に伝達されたインジェクタ開弁用電圧VHに応じた設定値)を取得し、プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御装置90に伝達する。本実施形態では、前記プリチャージ電流選択機70で用いる前記プリチャージ設定値テーブル80は、予め決められたプリチャージ電流量の設定値を複数持つプリチャージ設定値テーブル方式を想定しているが、前記設定値は、演算によって求められた値を用いても良いし、プリチャージ設定値テーブル80の設定値に補正値を反映させて制御しても良い。また、前記比較電圧値テーブル60と同様、プリチャージ設定値テーブル80内の各設定値は、一義的に(つまり、ある設定値を決めれば他の設定値が決まる関係で)設定しても良いし、それぞれ個別に(言い換えれば、ランダムに)設定しても良い。また、インジェクタ開弁用電圧VHに対するプリチャージ電流量の反映のタイミングについても、本実施形態では、電圧監視装置40にてインジェクタ開弁用電圧VHを検知してすぐにプリチャージ電流量へ反映させているが、プリチャージ電流量への反映のタイミングは、可変させて制御しても良い。
[0023]
 プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御装置90は、プリチャージ電流選択機70から伝達された情報に応じて、プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御信号を生成し、インジェクタ回路30に対して出力することで、インジェクタ開弁用電圧VHに基づいて、プリチャージ制御時のプリチャージ電流量を可変することが可能となる。なお、図2に示す例では、前記比較電圧値および前記プリチャージ電流量の設定値が段階的に3個設定され、インジェクタ開弁用電圧VH(インジェクタ開弁用電源装置10の電圧)が回復する(高くなる)に従って、前記プリチャージ制御時のプリチャージ電流量が順次に(段階的に)小さくなるように設定(多段設定)されている。
[0024]
 また、本実施形態では、インジェクタ開弁用電圧VHがインジェクタ開弁用電源装置10が印加できる電圧の最大値に近い場合は、プリチャージの必要がない場合も考えられるため、比較電圧値テーブル60とプリチャージ設定値テーブル80にプリチャージ禁止閾値を設け、インジェクタ開弁用電圧VHがそのプリチャージ禁止閾値以上の場合は、プリチャージ制御を禁止するように設定されている。なお、このプリチャージ禁止閾値は、一定の値を使用しても良いし、可変設定可能となっていても良い。
[0025]
 以上で説明したように、本実施形態では、電圧監視装置40で取得したインジェクタ開弁用電圧VHと比較電圧値テーブル60に設定されている比較電圧値とを比較機50で比較するとともに、比較機50で得られた結果に基づいて、プリチャージ電流選択機70がプリチャージ設定値テーブル80から適切なプリチャージ電流量(の設定値)を選択することで、プリチャージ制御時のインジェクタ開弁用電圧VHに合わせてプリチャージ電流量の設定値を切り替えることが可能となる。これにより、インジェクタ開弁用電圧VHがインジェクタ2の開弁により電圧低下した場合においても、その低下電圧に合わせたプリチャージ制御を行うことが可能となるため、常にインジェクタ開弁用電圧VHが電圧最大値である場合と同等の速度でインジェクタ2の開弁が可能となる。よって、常に一定のインジェクタ噴射量を実現することが可能となる。
[0026]
(第2実施形態)
 図3は、本発明に係る電子制御装置としてのインジェクタ噴射制御装置の第2実施形態における回路構成図、図4は、第2実施形態を実施する際のタイミングチャートである。
[0027]
 本第2実施形態の回路構成としては、前記図1に示される第1実施形態の回路構成に対してインジェクタ閉弁検知回路120を追加した構成となっており、その他の構成は上記第1実施形態の回路構成とほぼ同じである。
[0028]
 インジェクタ閉弁検知回路120は、インジェクタ回路30内のインジェクタ2が閉弁したことを検知する回路である。インジェクタ閉弁検知回路120で検知したインジェクタ2の閉弁情報は、プリチャージ電流選択機70へ伝達される。
[0029]
 インジェクタ2の噴射を2回以上連続して行う場合、インジェクタ噴射命令直後に次のインジェクタ2の開弁に向けたプリチャージ制御を行うことで、プリチャージ制御によるインジェクタ2への通電によって、インジェクタ噴射命令後においてもインジェクタ2が閉弁できない可能性が考えられる。そこで、本実施形態では、プリチャージ電流選択機70は、演算装置1からインジェクタ噴射制御装置20に入力されたインジェクタ噴射命令信号によるインジェクタ噴射命令の終了後(つまり、インジェクタ2の開弁および開弁保持するための保持電流制御終了後)から、インジェクタ2の閉弁情報がプリチャージ電流選択機70へ伝達されるまで、次回のプリチャージ制御を禁止する。
[0030]
 このように、本実施形態では、前述の第1実施形態に加えて、インジェクタ閉弁検知回路120による閉弁情報とインジェクタ噴射情報に基づいてプリチャージ禁止領域(図4参照)を設けることで、プリチャージ制御によりインジェクタ2の閉弁ができなくなることを確実に防ぐことが可能となる。
[0031]
(第3実施形態)
 図5は、本発明に係る電子制御装置としてのインジェクタ噴射制御装置の第3実施形態における回路構成図、図6は、第3実施形態を実施する際のタイミングチャートである。
[0032]
 本第3実施形態の回路構成としては、前記図1に示される第1実施形態の回路構成に対してインジェクタ開弁検知回路130を追加した構成となっており、その他の構成は上記第1実施形態の回路構成とほぼ同じである。
[0033]
 インジェクタ開弁検知回路130は、インジェクタ回路30内のインジェクタ2が開弁したことを検知する回路である。インジェクタ開弁検知回路130で検知したインジェクタ2の開弁情報は、プリチャージ電流選択機70へ伝達される。
[0034]
 プリチャージ制御時の制御電流がインジェクタ2が開弁可能な電流とした場合、プリチャージ制御中にインジェクタ2が開弁し、不用意に燃料がインジェクタ2から噴射される可能性が考えられる。そこで、本実施形態では、インジェクタ電流検知回路11により検知したインジェクタ通電電流と、インジェクタ開弁検知回路130による開弁情報とにより、インジェクタ2が開弁した時に当該インジェクタ2に流れている電流を知ることができるので、プリチャージ電流選択機70は、インジェクタ2が開弁した時に流れた電流量(開弁時検知電流量)を保持しておき、次回以降のプリチャージ制御では、その電流量(開弁時検知電流量)以上の電流量でのプリチャージ制御を禁止する。
[0035]
 このように、本実施形態では、前述の第1実施形態に加えて、インジェクタ開弁検知回路130を用いて得られるインジェクタ開弁時の電流量(開弁時検知電流量)に基づいてプリチャージ禁止領域(図6参照)を設けることで、プリチャージ制御による不用意なインジェクタ開弁による燃料噴射を確実に防ぐことが可能となる。
[0036]
 なお、前述のインジェクタ開弁検知回路130を用い、プリチャージ制御によるインジェクタ2の開弁を検知した場合は、そのときの電流量(開弁時プリチャージ電流量)を保持しておき、次回以降のプリチャージ制御では、その電流量(開弁時プリチャージ電流量)以上の電流量でのプリチャージ制御を禁止することもできる。
[0037]
 なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
[0038]
 また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
[0039]
 また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

符号の説明

[0040]
1…演算装置
2…燃料噴射弁(インジェクタ)
10…インジェクタ開弁用電源装置
11…インジェクタ電流検知回路
20…インジェクタ噴射制御装置(電子制御装置)
30…インジェクタ回路
40…電圧監視装置
50…比較機
60…比較電圧値テーブル
70…プリチャージ電流選択機
80…プリチャージ設定値テーブル
90…プリチャージおよびインジェクタ開弁保持電流制御装置
100…インジェクタ開弁電流制御装置
110…インジェクタローサイドSW制御装置
120…インジェクタ閉弁検知回路
130…インジェクタ開弁検知回路

請求の範囲

[請求項1]
 電源装置により供給された電圧に基づいて燃料噴射弁に対して該燃料噴射弁を開弁するための電流供給を行うとともに、当該電流供給を行う前に前記燃料噴射弁へ電流供給するプリチャージ制御を行う電子制御装置において、
 前記プリチャージ制御を行う際の前記電源装置の電圧に基づいて前記プリチャージ制御を行うことを特徴とする電子制御装置。
[請求項2]
 請求項1に記載の電子制御装置において、
 前記電源装置の電圧に基づいて前記プリチャージ制御時のプリチャージ電流量を複数回変化させることを特徴とする電子制御装置。
[請求項3]
 請求項2に記載の電子制御装置において、
 前記電源装置の電圧が高くなるに従って前記プリチャージ制御時のプリチャージ電流量を小さくすることを特徴とする電子制御装置。
[請求項4]
 請求項1に記載の電子制御装置において、
 前記電源装置の電圧を監視する電圧監視装置と、前記電源装置の電圧に応じて前記プリチャージ制御時のプリチャージ電流量を決定するプリチャージ電流選択機とを備えることを特徴とする電子制御装置。
[請求項5]
 請求項4に記載の電子制御装置において、
 予め決められた比較電圧値を複数有する比較機を更に備えるとともに、前記プリチャージ電流選択機が、予め決められたプリチャージ電流量の設定値を複数有しており、
 前記比較機が、前記電圧監視装置から得られた前記電源装置の電圧を前記予め決められた比較電圧値と比較し、前記電圧監視装置から得られた前記電源装置の電圧が前記予め決められた比較電圧値のいずれかに達した場合に、前記プリチャージ電流選択機が、その比較電圧値に応じた前記プリチャージ電流量の設定値を選択することを特徴とする電子制御装置。
[請求項6]
 請求項5に記載の電子制御装置において、
 前記複数の比較電圧値がそれぞれ個別に設定可能となっていることを特徴とする電子制御装置。
[請求項7]
 請求項5に記載の電子制御装置において、
 前記複数のプリチャージ電流量の設定値がそれぞれ個別に設定可能となっていることを特徴とする電子制御装置。
[請求項8]
 請求項1に記載の電子制御装置において、
 前記電源装置の電圧が予め決められたプリチャージ禁止閾値以上の場合は、前記プリチャージ制御を禁止することを特徴とする電子制御装置。
[請求項9]
 請求項8に記載の電子制御装置において、
 前記プリチャージ禁止閾値が可変設定可能となっていることを特徴とする電子制御装置。
[請求項10]
 請求項1に記載の電子制御装置において、
 前記燃料噴射弁の開弁および開弁保持するための保持電流制御終了後から所定時間、次回のプリチャージ制御を禁止することを特徴とする電子制御装置。
[請求項11]
 請求項10に記載の電子制御装置において、
 前記燃料噴射弁の閉弁を検知するまで、次回のプリチャージ制御を禁止することを特徴とする電子制御装置。
[請求項12]
 請求項1に記載の電子制御装置において、
 前記燃料噴射弁の開弁を検知した際の開弁時検知電流量を保持しておき、次回以降のプリチャージ制御では、前記開弁時検知電流量以上のプリチャージ電流量でのプリチャージ制御を禁止することを特徴とする電子制御装置。
[請求項13]
 請求項1に記載の電子制御装置において、
 前記プリチャージ制御による前記燃料噴射弁の開弁を検知した場合は、そのときの開弁時プリチャージ電流量を保持しておき、次回以降のプリチャージ制御では、前記開弁時プリチャージ電流量以上のプリチャージ電流量でのプリチャージ制御を禁止することを特徴とする電子制御装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]