JP2016113955A - 高圧インジェクタ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射量のばらつきを抑制することのできる高圧インジェクタ制御装置を提供する。【解決手段】インジェクタの駆動を制御する高圧インジェクタ制御装置１は、昇圧回路と、昇圧時間検出手段２０と、昇圧能力算出手段２１と、噴射時間補正手段２２とを備える。昇圧回路は、バッテリから供給される電圧に基づきコンデンサにエネルギを蓄える。昇圧時間検出手段２０は、コンデンサ電圧がバッテリ電圧から目標昇圧電圧まで変化するのに要する昇圧時間ΔＴを算出する。昇圧能力算出手段２１は、昇圧時間ΔＴに基づき昇圧回路の昇圧能力αを算出する。噴射時間補正手段２２は、昇圧能力αに基づきインジェクタの噴射設定時間を補正する。【選択図】図７

Description

本発明は、インジェクタの駆動を制御する高圧インジェクタ制御装置に関する。

この種の高圧インジェクタ制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の高圧インジェクタ制御装置は、バッテリ電圧を昇圧する昇圧回路を有している。この高圧インジェクタ制御装置は、インジェクタから燃料を噴射する際、まずは昇圧回路により昇圧された電圧をインジェクタに供給することによりインジェクタを開弁させる。その後、高圧インジェクタ制御装置は、インジェクタの供給電流を一定値に維持することにより、インジェクタを開弁状態に保持する。また、高圧インジェクタ制御装置は、インジェクタを開弁させた時点から噴射設定時間が経過した際にインジェクタへの電流供給を停止することによりインジェクタを閉弁させ、噴射を停止する。

特開２００８−１９０３８８号公報

ところで、特許文献１に記載の高圧インジェクタ制御装置では、昇圧回路を構成する素子に製造公差や温度公差、耐久公差等の個体差がある。こうした素子の個体差により昇圧回路の昇圧能力にばらつきが生じる。高圧インジェクタ制御装置では、燃料噴射中に昇圧回路のコンデンサの放電と昇圧を同時に行っているため、昇圧回路の昇圧能力にばらつきが存在すると、燃料噴射弁の供給電流にばらつきが生じる。これが噴射量のばらつきを招く要因となる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴射量のばらつきを抑制することのできる高圧インジェクタ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、インジェクタ（５，６）の駆動を制御する高圧インジェクタ制御装置（１）は、バッテリから供給される電圧に基づきコンデンサ（Ｃ１０）にエネルギを蓄える昇圧回路（３０）と、コンデンサの電圧が第１電圧値から、当該第１電圧値よりも高い第２電圧値まで変化するのに要する昇圧時間を検出する昇圧時間検出手段（２０）と、コンデンサに単位時間当たりに蓄えられるエネルギ量を示す昇圧能力を昇圧時間に基づいて算出する昇圧能力算出手段（２１）と、昇圧能力に基づきインジェクタの噴射設定時間を補正する噴射時間補正手段（２２）と、を備える。

この構成によれば、昇圧回路の個別の昇圧能力に基づいてインジェクタの噴射設定時間が調整されるため、噴射量のばらつきを抑制することができる。

本発明によれば、噴射量のばらつきを抑制することができる。

高圧インジェクタ制御装置の第１実施形態についてその構成を示す回路図。 （ａ），（ｂ）は、第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置についてスイッチ電流Ｉ１０及びコンデンサ電流Ｉ１１の推移を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｆ）は、第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置について噴射信号、トランジスタＴ２０，Ｔ２１，Ｔ２３のそれぞれの動作、インジェクタ電流Ｉ２０、及びインジェクタの噴射量の推移を示すタイミングチャート。 第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置についてコンデンサ電圧Ｖｃの推移を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置による噴射信号、インジェクタ電流Ｉ２０、及びコンデンサ電圧Ｖｃの推移を示すタイミングチャート。 第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置についてその昇圧電圧検出部の構成を示す回路図。 第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置についてそのマイコンの構成を示すブロック図。 第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置についてそのコンデンサ電圧Ｖｃの推移を示すグラフ。 第１実施形態の高圧インジェクタ制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。 第１実施形態の変形例の高圧インジェクタ制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。 高圧インジェクタ制御装置の第２実施形態についてそのマイコンの構成を示すブロック図。 第２実施形態の高圧インジェクタ制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。 高圧インジェクタ制御装置の第３実施形態についてそのマイコンの構成を示すブロック図。 第３実施形態の高圧インジェクタ制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。

＜第１実施形態＞
以下、高圧インジェクタ制御装置の第１実施形態について説明する。本実施形態の高圧インジェクタ制御装置は、筒内直噴式内燃機関に搭載されるものである。筒内直噴式内燃機関では、高圧の燃料がインジェクタの駆動に伴い直接各気筒に噴射供給される。

図１に示されるように、本実施形態の高圧インジェクタ制御装置１は、ＣＰＵや各種メモリ等からなる周知のマイクロコンピュータ２を備える電子制御装置（ＥＣＵ）からなる。以下、高圧インジェクタ制御装置１を単に「ＥＣＵ１」と略記するとともに、マイクロコンピュータ２を「マイコン２」と略記する。

ＥＣＵ１は、マイコン２の他、インジェクタ５，６を駆動させるための駆動回路３と、駆動回路３を介してインジェクタ５，６の駆動を制御するインジェクタ制御回路４とを備えている。なお、図１では、便宜上、各気筒に対応する複数のインジェクタのうちの２つのみを図示している。

インジェクタ５，６は常閉式の電磁弁からなり、ソレノイド５０，６０をそれぞれ備えている。ソレノイド５０，６０の高電位側端子はＥＣＵ１の端子ＩＮＪ１Ｐ，ＩＮＪ２Ｐにそれぞれ接続されている。ソレノイド５０，６０の低電位側端子はＥＣＵ１の端子ＩＮＪ１Ｍ，ＩＮＪ２Ｍにそれぞれ接続されている。駆動回路３によりソレノイド５０，６０が通電されると、図示しない弁体がリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に移動し、燃料噴射が行われる。また、ソレノイド５０，６０の通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り、燃料噴射が停止される。

駆動回路３は、昇圧回路３０と、トランジスタＴ２０〜Ｔ２３と、ダイオードＤ２０，Ｄ２１と、電流検出抵抗Ｒ２０とを有している。

昇圧回路３０は、インダクタＬ１０と、トランジスタＴ１０と、コンデンサＣ１０と、電流検出抵抗Ｒ１０，Ｒ１１と、ダイオードＤ１０と、昇圧制御回路３１とを有している。

インダクタＬ１０の一端は、車載電源としてのバッテリ電源ライン（バッテリ電圧ＶＢ）に接続されている。インダクタＬ１０の他端はトランジスタＴ１０のドレイン端子に接続されている。トランジスタＴ１０のソース端子は電流検出抵抗Ｒ１０を介して接地（グランド）に接続されている。電流検出抵抗Ｒ１０は、トランジスタＴ１０を流れるスイッチ電流Ｉ１０を検出するためのものである。

トランジスタＴ１０のゲート端子は昇圧制御回路３１に接続されている。すなわち、トランジスタＴ１０は、昇圧制御回路３１の出力に応じてオン／オフされる。コンデンサＣ１０の一端は、逆流防止用のダイオードＤ１０を介してインダクタＬ１０とトランジスタＴ１０との間に接続されている。コンデンサＣ１０の他端は電流検出抵抗Ｒ１１を介して接地されている。電流検出抵抗Ｒ１１は、コンデンサＣ１０を流れるコンデンサ電流Ｉ１１を検出するためのものである。

昇圧制御回路３１は、電流検出抵抗Ｒ１０を通じて検出されるスイッチ電流Ｉ１０、及び電流検出抵抗Ｒ１１を通じて検出されるコンデンサ電流Ｉ１１に基づきトランジスタＴ１０をオン／オフさせる。詳しくは、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、昇圧制御回路３１は、時刻ｔ１０でトランジスタＴ１０をオンした後、時刻ｔ１１でスイッチ電流Ｉ１０が予め設定された閾値電流Ｉｔｈ１に達すると、その直後の時刻ｔ１２でトランジスタＴ１０をオフさせる。この際、トランジスタＴ１０がオンされた時刻ｔ１０から、トランジスタＴ１０がオフされる時刻ｔ１２までの期間にインダクタＬ１０に蓄えられた電気エネルギがダイオードＤ１０を介してコンデンサＣ１０に蓄えられる。

コンデンサ電流Ｉ１１は、コンデンサＣ１０への電気エネルギの蓄積が開始される時刻ｔ１２で上昇した後、徐々に減少していく。昇圧制御回路３１は、時刻ｔ１３でコンデンサ電流Ｉ１１が予め設定された閾値電流Ｉｔｈ２以下になると、その直後の時刻ｔ１４でトランジスタＴ１０を再度オンさせる。これにより、スイッチ電流Ｉ１０が再び上昇する。以降、昇圧制御回路３１は、スイッチ電流Ｉ１０及びコンデンサ電流Ｉ１１に基づきトランジスタＴ１０のオン／オフを繰り返す。これにより、コンデンサＣ１０に電気エネルギが蓄積される。以下、コンデンサＣ１０の電圧、すなわち昇圧回路３０の昇圧電圧をコンデンサ電圧Ｖｃと称する。

トランジスタＴ２０は、昇圧回路３０のコンデンサＣ１０と駆動回路３の端子ＩＮＪ１Ｐ，ＩＮＪ２Ｐの接続点Ｐ１との間に設けられている。すなわち、トランジスタＴ２０がオンされると、コンデンサＣ１０に蓄積された電気エネルギがソレノイド５０，６０に供給される。こうしたコンデンサＣ１０のエネルギ放出により、ソレノイド５０，６０に電流が供給され、インジェクタ５，６が開弁する。

トランジスタＴ２１は駆動回路３の端子ＩＮＪ１Ｍと接地との間に設けられている。トランジスタＴ２２は駆動回路３の端子ＩＮＪ２Ｍと接地との間に設けられている。トランジスタＴ２１及びトランジスタＴ２２のいずれかオンさせることで、ソレノイド５０，６０のいずれか一方に電流を供給することができる。すなわち、インジェクタ５，６のいずれを開弁させるかを選択することができる。

電流検出抵抗Ｒ２０は、トランジスタＴ２１と接地との間に設けられている。電流検出抵抗Ｒ２０は、ソレノイド５０，６０を流れるインジェクタ電流Ｉ２０を検出するためのものである。

駆動回路３の端子ＩＮＪ１Ｐ，ＩＮＪ２ＰはダイオードＤ２０及びトランジスタＴ２３を介してバッテリ電源ラインに接続されている。したがって、トランジスタＴ２３をオンさせることにより、バッテリ電源ラインからソレノイド５０，６０に定電流を供給することが可能となっている。ダイオードＤ２１は帰還ダイオードであり、トランジスタＴ２２のオフ時にソレノイド５０，６０に流れる電流はダイオードＤ２１を介して還流される。

マイコン２は、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣ、エンジン水温ＴＨＷなど、各種センサにて検出されるエンジン運転情報に基づき気筒毎に噴射信号を生成し、生成した噴射信号をインジェクタ制御回路４に出力する。

インジェクタ制御回路４は、マイコン２から送信される噴射信号に基づいてトランジスタＴ２０〜Ｔ２３をオン／オフさせることによりインジェクタ５，６を駆動させる。

次に、インジェクタ制御回路４によるインジェクタ５，６の駆動制御について説明する。以下では、便宜上、インジェクタ５の駆動制御について代表して説明する。

図３（ａ），（ｂ），（ｄ）に示されるように、インジェクタ制御回路４は、噴射信号の信号レベルがローレベルからハイレベルに切り替わる時刻ｔ２０でトランジスタＴ２１をオンするとともに、トランジスタＴ２０をオンする。これにより、図３（ｅ）に示されるように、昇圧回路３０からソレノイド５０への電流供給が開始される。

その後、インジェクタ制御回路４は、インジェクタ電流Ｉ２０を監視し、インジェクタ電流Ｉ２０が時刻ｔ２１でピーク電流設定値Ｉｐに達すると、トランジスタＴ２０をオフさせる。ピーク電流設定値Ｉｐは、インジェクタ５を開弁させるために必要な開弁閾値電流Ｉｏよりも大きい値に設定されている。すなわち、インジェクタ電流Ｉ２０が開弁閾値電流Ｉｏを超える時刻ｔ２１でインジェクタ５が開弁して燃料噴射が開始される。インジェクタ制御回路４は、時刻ｔ２２でトランジスタＴ２０をオフさせた後、図３（ｃ）に示されるようにトランジスタＴ２３のオン／オフを繰り返し行うことにより、インジェクタ５の開弁状態を維持する。

具体的には、インジェクタ制御回路４は、トランジスタＴ２０をオフさせている間にインジェクタ電流Ｉ２０がホールド電流下限値ＩＬに達した場合、トランジスタＴ２３をオンさせることにより、バッテリ電源ラインからソレノイド５０に電流を供給する。ホールド電流下限値ＩＬは、インジェクタ５が閉弁する閉弁閾値電流Ｉｃよりも大きい値に設定されている。また、インジェクタ制御回路４は、トランジスタＴ２０をオンさせている期間にインジェクタ電流Ｉ２０がホールド電流上限値ＩＨに達した場合には、トランジスタＴ２３をオフさせることにより、ソレノイド５０への電流供給を停止する。ホールド電流上限値ＩＨは、開弁閾値電流Ｉｏよりも小さい値に設定されている。インジェクタ制御回路４は、噴射信号の信号レベルがハイレベルとなっている期間、トランジスタＴ２３のオン／オフを繰り返し行うことにより、インジェクタ５の開弁状態を維持する。

図３（ａ），（ｃ），（ｄ）に示されるように、インジェクタ制御回路４は、時刻ｔ２３で噴射信号の信号レベルがハイレベルからローレベルに切り替わると、トランジスタＴ２１及びトランジスタＴ２３を共にオフさせる。これにより、インジェクタ電流Ｉ２０が閉弁閾値電流Ｉｃ未満となる時刻ｔ２４でインジェクタ５が閉弁する。

本実施形態では、噴射信号の信号レベルがハイレベルに設定されている期間がインジェクタ５，６の噴射設定時間Ｈに相当する。インジェクタ５は、スイッチ電流Ｉ１０が開弁閾値電流Ｉｏに達する時刻ｔ２１から、スイッチ電流Ｉ１０が閉弁閾値電流Ｉｃ未満となる時刻２４まで燃料を噴射するため、インジェクタ５の噴射量は図３（ｆ）に示されるように変化する。

ところで、このようなＥＣＵ１では、昇圧回路３０に個体差がある。昇圧回路３０の個体差は、例えばインダクタＬ１０のインダクタンス成分や抵抗成分、トランジスタＴ１０のオン抵抗やスイッチング時間、ダイオードＤ１０の順方向電圧、コンデンサＣ１０のキャパシタ成分や抵抗成分のばらつきにより発生する。これらの素子は製造段階や構成材料のばらつきに起因する製造公差、構成材料が有する温度特性に起因する温度公差、構成材料や素子のはんだ付け部の劣化等に起因する耐久公差を持ち、これらの各々の公差により昇圧回路３０の個体差が発生する。

このような昇圧回路３０の個体差により、昇圧回路３０の昇圧能力にばらつきが生じる。昇圧能力とは、単位時間当たりにコンデンサＣ１０に蓄えられるエネルギ量を示すものであり、［Ｊ／Ｓ］の単位で表される。例えば、トランジスタＴ１０のオン抵抗が大きい場合には、そのオン期間におけるスイッチ電流Ｉ１０の時間的な変化が小さくなる。この場合、図２（ａ）に示されるように、スイッチ電流Ｉ１０の変化は実線から一点鎖線へと変化するため、スイッチ電流Ｉ１０が閾値電流Ｉｔｈ１に達するまでの時間が長くなる。そのため、単位時間当たりにコンデンサＣ１０に蓄えられるエネルギ量が少なくなる。すなわち、昇圧回路３０の昇圧能力が低下する。

また、コンデンサＣ１０の抵抗成分が大きい場合には、図２（ｂ）に一点鎖線で示されるように、スイッチ電流Ｉ１０が零となっている期間、すなわちトランジスタＴ１０のオフ期間にコンデンサ電流Ｉ１１が閾値電流Ｉｔｈ２まで減少するのに要する時間が長くなる。この場合にも、単位時間当たりにコンデンサＣ１０に蓄えられるエネルギ量が少なくなるため、昇圧回路３０の昇圧能力が低下する。

これに対し、トランジスタＴ１０のオン抵抗が小さい場合、あるいはコンデンサＣ１０の抵抗成分が小さい場合には、スイッチ電流Ｉ１０及びコンデンサ電流Ｉ１１が図２（ａ），（ｂ）に二点鎖線で示されるように変化する。よって、単位時間当たりにコンデンサＣ１０に蓄えられるエネルギ量が増加するため、昇圧回路３０の昇圧能力が上昇する。

このように昇圧回路３０の昇圧能力にばらつきがあると、例えば図４に示されるように、コンデンサ電圧Ｖｃの時間的な変化にばらつきが生じる。すなわち、公差の無い理想的な昇圧回路３０の昇圧能力を基準昇圧能力βとすると、昇圧回路３０の昇圧能力が基準昇圧能力βよりも高い値α１である場合には、コンデンサ電圧Ｖｃは実線の変化曲線から二点鎖線の変化曲線へと変化する。すなわち、コンデンサ電圧Ｖｃの上昇速度が基準昇圧能力βの場合よりも速くなる。

また、昇圧回路３０の昇圧能力が基準昇圧能力βよりも低い値α２である場合には、コンデンサ電圧Ｖｃは実線の変化曲線から一点鎖線の変化曲線へと変化する。すなわち、コンデンサ電圧Ｖｃの上昇速度が基準昇圧能力βの場合よりも遅くなる。

このような昇圧能力の差異により、インジェクタ電流Ｉ２０にもばらつきが生じる。詳しくは、図５（ａ）に実線示されるように噴射信号が変化するとき、昇圧回路３０の昇圧能力が基準昇圧能力βに設定されている場合のインジェクタ電流Ｉ２０が図５（ｂ）に実線で示されるように変化するとする。この場合、昇圧回路３０の昇圧能力が基準昇圧能力βよりも低い場合には、インジェクタ電流Ｉ２０が図５（ｂ）に一点鎖線で示されるように変化するため、スイッチ電流Ｉ１０が開弁閾値電流Ｉｏに達する時期が基準昇圧能力βの場合と比較して遅れる。すなわち、より遅くインジェクタ５が開弁するため、結果的に噴射量が少なくなる。

これに対し、昇圧回路３０の昇圧能力が基準昇圧能力βよりも大きい場合には、インジェクタ電流Ｉ２０が図５（ｂ）に二点鎖線で示されるように変化するため、スイッチ電流Ｉ１０が開弁閾値電流Ｉｏに達する時期が基準昇圧能力βの場合と比較して早くなる。すなわち、より早くインジェクタ５が開弁するため、結果的に噴射量が多くなる。

このように、昇圧回路３０の昇圧能力に応じて噴射量にばらつきが生じる。本実施形態のＥＣＵ１は、これを解決すべく、昇圧回路３０の昇圧能力αに応じて噴射設定時間Ｈを調整している。

次に、噴射設定時間Ｈの調整方法について説明する。はじめに、ＥＣＵ１による昇圧回路３０の昇圧能力αの検出方法について説明する。

図１に示されるように、ＥＣＵ１は、昇圧電圧検出部７を備えている。図６に示されるように、昇圧電圧検出部７は比較器７０，７１を有している。

比較器７０の非反転入力端子には、バッテリ電圧ＶＢを分圧抵抗Ｒ３０，Ｒ３１により分圧した電圧が入力されている。比較器７０の反転入力端子には、コンデンサ電圧Ｖｃを分圧抵抗Ｒ３２，Ｒ３３により分圧した電圧が入力されている。コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢ以上となったときに、比較器７０の出力信号の信号レベルがローレベルからハイレベルに切り替わるように各抵抗Ｒ３０〜３３の抵抗値が調整されている。

比較器７１の非反転入力端子には、バッテリ電圧ＶＢを分圧抵抗Ｒ４０，Ｒ４１により分圧した電圧が入力されている。比較器７１の反転入力端子には、コンデンサ電圧Ｖｃを分圧抵抗Ｒ４２，Ｒ４３により分圧した電圧が入力されている。コンデンサ電圧Ｖｃが目標昇圧電圧Ｖｔｈ以上となったときに、比較器７１の出力信号の信号レベルがローレベルからハイレベルに切り替わるように各抵抗Ｒ４０〜４３の抵抗値が調整されている。目標昇圧電圧Ｖｔｈはバッテリ電圧ＶＢよりも大きい値に設定されている。目標昇圧電圧Ｖｔｈは、昇圧能力αを検出することができるように予め実験等により設定されている。

比較器７０，７１のそれぞれの出力はマイコン２に取り込まれる。図７に示されるように、マイコン２は、昇圧時間検出手段２０と、昇圧能力算出手段２１と、噴射時間補正手段２２と、噴射時間指示手段２３とを有している。

昇圧時間検出手段２０は、比較器７０，７１のそれぞれの出力に基づきコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢから目標昇圧電圧Ｖｔｈに達するまでに要する昇圧時間ΔＴを検出する。具体的には、昇圧時間検出手段２０は、コンデンサＣ１０が放電しておらず、且つコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢ以下であるという条件が成立している際に昇圧時間ΔＴを検出する。例えば、イグニッションスイッチのオン操作時は、コンデンサＣ１０にエネルギが蓄積されておらず、インジェクタ５，６が駆動していないため、上記の条件が成立する。この場合、図８に示されるように、例えば車両のイグニッションスイッチがオン操作されて時刻ｔ３０でＥＣＵ１に電源が投入されたとすると、コンデンサＣ１０にエネルギが蓄積されていないため、バッテリ電圧ＶＢがダイオードＤ１０を介してコンデンサＣ１０に充電される。したがって、コンデンサ電圧Ｖｃはバッテリ電圧ＶＢまで上昇する。コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢに達する時刻ｔ３１で比較器７０の出力がローレベルからハイレベルに変化する。その後、昇圧回路３０が昇圧動作を行うことによりコンデンサ電圧Ｖｃが時刻ｔ３２で目標昇圧電圧Ｖｔｈに達すると、時刻ｔ３２で比較器７１の出力がローレベルからハイレベルに変化する。

昇圧時間検出手段２０は、比較器７０の出力がローレベルからハイレベルに切り替わる時刻ｔ３１から、比較器７１の出力がローレベルからハイレベルに切り替わる時刻ｔ３２までの時間を計測することにより昇圧時間ΔＴを検出する。図７に示されるように、昇圧時間検出手段は、検出した昇圧時間ΔＴを昇圧能力算出手段２１に出力する。

昇圧能力算出手段２１は、昇圧時間検出手段から出力される昇圧時間ΔＴを用いて以下の式ｆ１に基づき昇圧能力αを算出する。なお、「Ｃ_p」はコンデンサＣ１０のコンデンサ容量を示し、「ΔＶ」は「Ｖｔｈ−ＶＢ」を示す。

昇圧能力算出手段２１は、算出した昇圧能力αを噴射時間補正手段２２に出力する。
噴射時間補正手段２２は、昇圧能力算出手段２１から出力される昇圧能力αと基準昇圧能力βとの比較に基づき噴射補正時間ΔＨを設定する。

詳しくは、昇圧能力が基準昇圧能力βに設定されている場合、コンデンサ電圧Ｖｃが例えば図５（ｃ）に示されるように変化するとする。なお、コンデンサ電圧Ｖｃ及びインジェクタ電流Ｉ２０は以下の式（ｆ２）及び式（ｆ３）により求めることが可能である。なお、「Ｅｎ」は満充電時のコンデンサＣ１０のエネルギを示し、「ΔＥ_INJ」は各インジェクタ５，６の放電エネルギを示す。また、「Ｌ」は、各ソレノイド５０，６０のインダクタンスを示す。

昇圧能力αが基準昇圧能力βよりも高い場合、インジェクタ５，６の開弁中のコンデンサ電圧Ｖｃは図５（ｃ）の実線の変化曲線から二点鎖線の変化曲線へと変化する。すなわち、基準昇圧能力βの場合と比較してコンデンサ電圧Ｖｃが大きくなる。したがって、インジェクタ電流Ｉ２０が開弁閾値電流Ｉｏに達するまでの時間が短くなる。この場合、噴射時間補正手段２２は、基準昇圧能力βの場合と同量の噴射量を確保すべく、噴射設定時間Ｈを短くするような噴射補正時間ΔＨを演算する。具体的には、噴射時間補正手段２２は、負の値に設定された噴射補正時間ΔＨを演算する。噴射時間補正手段２２は、基本的には、昇圧能力αと基準昇圧能力βとの偏差の絶対値が大きくなるほど、噴射補正時間ΔＨの絶対値をより大きい値に設定する。

また、昇圧能力αが基準昇圧能力βよりも低い場合、インジェクタ５，６の開弁中のコンデンサ電圧Ｖｃは図５（ｃ）の実線の変化曲線から一点鎖線の変化曲線へと変化する。すなわち、基準昇圧能力βの場合と比較してコンデンサ電圧Ｖｃが小さくなる。したがって、インジェクタ電流Ｉ２０が開弁閾値電流Ｉｏに達するまでの時間が長くなる。この場合、噴射時間補正手段２２は、基準昇圧能力βの場合と同量の噴射量を確保すべく、噴射設定時間Ｈを長くするような噴射補正時間ΔＨを演算する。具体的には、噴射時間補正手段２２は、正の値に設定された噴射補正時間ΔＨを演算する。噴射時間補正手段２２は、基本的には、昇圧能力αと基準昇圧能力βとの偏差の絶対値が大きくなるほど、噴射補正時間ΔＨの絶対値をより大きい値に設定する。

図７に示されるように、噴射時間補正手段２２は、演算した噴射補正時間ΔＨを噴射時間指示手段２３に出力する。

噴射時間指示手段２３は、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣ、エンジン水温ＴＨＷなど、各種センサにて検出されるエンジン運転情報に基づき気筒毎に噴射信号を生成する。また、噴射時間指示手段２３は、噴射補正時間ΔＨを用いて噴射信号の噴射設定時間Ｈを以下の式ｆ４に基づき補正する。

これにより、昇圧能力αが基準昇圧能力βよりも高い場合には、図５（ａ）に二点鎖線で示されるように、噴射設定時間Ｈが基準噴射設定時間Ｈｂよりも短い時間Ｈ１に設定される。そのため、図５（ｂ）に示されるように、インジェクタ電流Ｉ２０が閉弁閾値電流Ｉｃ未満になる時期が早まる。これにより、高い昇圧能力αによる噴射量の増加分を、インジェクタ５，６の閉弁時期が早まることで発生する噴射量の減少分で相殺することができるため、インジェクタ５，６の噴射量を、基準昇圧能力βに対応した噴射量に近づけることができる。

また、昇圧能力αが基準昇圧能力βよりも低い場合には、図５（ａ）に一点鎖線で示されるように、噴射設定時間Ｈが基準噴射設定時間Ｈｂよりも長い時間Ｈ２に設定される。そのため、図５（ｂ）に示されるように、インジェクタ電流Ｉ２０が閉弁閾値電流Ｉｃ未満になる時期が遅くなる。これにより、低い昇圧能力αによる噴射量の減少分を、インジェクタ５，６の閉弁時期が遅くなることで発生する噴射量の増加分で相殺することができるため、結果的にインジェクタ５，６の噴射量を、基準昇圧能力βに対応した噴射量に近づけることができる。

図７に示されるように、噴射時間指示手段２３は、噴射設定時間Ｈが補正された噴射信号をインジェクタ制御回路４に出力する。これにより、インジェクタ制御回路４は、噴射設定時間Ｈが補正された噴射信号に基づきトランジスタＴ２０〜Ｔ２３をオン／オフさせることにより、各インジェクタ５，６を駆動させる。

次に、図９を参照して、マイコン２により実行される噴射設定時間Ｈの補正手順を総括する。

図９に示されるように、マイコン２は、まず、コンデンサＣ１０が放電しているか否かを判断する（ステップＳ１）。マイコン２は、コンデンサＣ１０が放電していない場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。マイコン２は、コンデンサＣ１０が放電しておらず（ステップＳ１：ＮＯ）、且つコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢ以下である場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、昇圧回路３０の昇圧能力αを算出する（ステップＳ３）。また、マイコン２は、当該昇圧能力αに基づいてインジェクタ５，６の噴射設定時間Ｈを補正する（ステップＳ４）。

以上説明した本実施形態のＥＣＵ１によれば、以下の（１）〜（３）に示される作用及び効果を得ることができる。

（１）昇圧回路３０の個別の昇圧能力αに基づいてインジェクタ５，６の噴射設定時間Ｈが調整されるため、噴射量のばらつきを抑制することができる。

（２）噴射設定時間Ｈは、昇圧能力算出手段２１により算出される昇圧能力αと、予め設定された基準昇圧能力βとの偏差に基づき補正される。具体的には、昇圧能力αが基準昇圧能力βよりも高い場合には、基準噴射設定時間Ｈｂよりも短くなるように噴射設定時間Ｈが補正される。また、昇圧能力αが基準昇圧能力βよりも低い場合には、基準噴射設定時間Ｈｂよりも長くなるように噴射設定時間Ｈが補正される。これにより、インジェクタ５，６の噴射量を、基準昇圧能力βに対応した一定量の噴射量にすることができるため、より的確に噴射量のばらつきを抑制することができる。

（３）昇圧時間検出手段２０は、コンデンサＣ１０が放電しておらず、且つコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢ以下であることを条件に昇圧時間ΔＴを検出することとした。これにより、より高い精度で昇圧時間ΔＴを検出することができるため、昇圧能力αの演算精度を高めることができる。

（変形例）
次に、第１実施形態のＥＣＵ１の変形例について説明する。
本変形例では、マイコン２が図９の処理に代えて図１０の処理を実行する。すなわち、マイコン２は、ＥＣＵ１への電源投入時からインジェクタ５，６の燃料噴射が開始されるまでの期間であるか否かを判断する（ステップＳ５）。マイコン２は、ステップＳ６の判断処理で肯定判断した場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ３，Ｓ４の処理を実行する。このような構成であっても、第１実施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、ＥＣＵ１の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図１１に示されるように、本実施形態のマイコン２は昇圧能力記憶手段２４を有している。昇圧能力記憶手段２４はＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリからなる。昇圧能力算出手段２１は、昇圧回路３０の昇圧能力αを算出した際、算出した昇圧能力αの情報を昇圧能力記憶手段２４に記憶させる。昇圧能力算出手段２１は、昇圧能力αを算出することができない期間、昇圧能力記憶手段２４に記憶された昇圧能力αを噴射時間補正手段２２に出力する。

なお、昇圧能力αを算出することができない期間とは、コンデンサＣ１０が放電していること、及びコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢを超えていることの少なくとも一方の条件が満たされている期間である。また、昇圧能力αを算出することができない期間は、ＥＣＵ１への電源投入時からインジェクタ５，６への燃料噴射が開始されるまでの期間を除く期間として設定されていてもよい。

噴射時間補正手段２２は、昇圧能力算出手段２１から出力される昇圧能力αと基準昇圧能力βとの比較に基づき噴射補正時間ΔＨを設定する。

次に、図１２を参照して、本実施形態のマイコン２により実行される噴射設定時間Ｈの補正手順を総括する。

図１２に示されるように、マイコン２は、ステップＳ３の処理で昇圧回路３０の昇圧能力αを算出した後、当該昇圧能力αを昇圧能力記憶手段２４に記憶させる（ステップＳ１０）。

一方、マイコン２は、コンデンサＣ１０が放電している場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、あるいはコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢを超えている場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、昇圧能力記憶手段２４に記憶された昇圧能力αを読み込む（ステップＳ１１）。また、マイコン２は、読み込んだ昇圧能力αに基づいてインジェクタ５，６の噴射設定時間Ｈを補正する（ステップＳ４）。

以上説明した本実施形態のＥＣＵ１によれば、以下の（４）に示される作用及び効果を更に得ることができる。

（４）例えばインジェクタ５，６の駆動中は、コンデンサＣ１０が放電していること、及びコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢを超えていることの少なくとも一方の条件が満たされる。このような状況でも、本実施形態のＥＣＵ１によれば、噴射設定時間Ｈを補正することができるため、より的確に噴射量のばらつきを抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、ＥＣＵ１の第３実施形態について説明する。以下、第２実施形態との相違点を中心に説明する。

図１３に示されるように、本実施形態のＥＣＵ１は、昇圧回路３０のインダクタＬ１０やコンデンサＣ１０等の素子温度Ｔｓを検出する素子温度検出手段８を有している。素子温度検出手段８は、例えばサーミスタからなる。素子温度検出手段８の出力信号は昇圧能力算出手段２１に取り込まれる。

昇圧能力算出手段２１は、昇圧能力αを算出した際、素子温度検出手段８により素子温度Ｔｓを検出する。昇圧能力算出手段２１は、検出した素子温度Ｔｓと、算出した昇圧能力αとを関連付けて昇圧能力記憶手段２４に記憶させる。昇圧能力算出手段２１は、昇圧能力αを算出する都度、素子温度Ｔｓと昇圧能力αとを関連付けて昇圧能力記憶手段２４に記憶させることにより、素子温度Ｔｓ及び昇圧能力αの関係を学習していく。

昇圧能力算出手段２１は、昇圧能力αを算出することができない期間、素子温度検出手段８により現在の素子温度Ｔｓを検出し、検出された素子温度Ｔｓから、昇圧能力記憶手段２４に記憶された過去の学習結果に基づき、現在の素子温度Ｔｓに対応した昇圧能力αを算出する。昇圧能力算出手段２１は、昇圧能力αを算出することができない期間、このようにして演算される昇圧能力αを噴射時間補正手段２２に出力する。

噴射時間補正手段２２は、昇圧能力算出手段２１から出力される昇圧能力αと基準昇圧能力βとの比較に基づき噴射補正時間ΔＨを設定する。

次に、図１４を参照して、マイコン２により実行される噴射設定時間Ｈの補正手順を総括する。

図１４に示されるように、マイコン２は、ステップＳ３の処理で昇圧能力αを算出した後、素子温度検出手段８により素子温度Ｔｓを検出する（ステップＳ２０）。次に、マイコン２は、算出した昇圧能力αと、検出した素子温度Ｔｓとを昇圧能力記憶手段２４に記憶させる（ステップＳ２１）。

一方、マイコン２は、コンデンサＣ１０が放電している場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、あるいはコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢを超えている場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、素子温度検出手段８により素子温度Ｔｓを検出する（ステップＳ２２）。また、マイコン２は、昇圧能力記憶手段２４に記憶された過去の昇圧能力α及び素子温度Ｔｓの関係に基づき、検出した素子温度Ｔｓに対応した昇圧能力αを算出する（ステップＳ２３）。そして、マイコン２は、当該昇圧能力αに基づいてインジェクタ５，６の噴射設定時間Ｈを補正する（ステップＳ４）。

以上説明した本実施形態のＥＣＵ１によれば、以下の（５）に示される作用及び効果を更に得ることができる。

（５）昇圧回路３０のインダクタＬ１０やコンデンサＣ１０等の素子は、温度に応じて特性が変化する、いわゆる温度特性を有している。こうした素子の温度特性がインジェクタ５，６の噴射量にばらつきを生じさせる要因となる。この点、本実施形態のＥＣＵ１によれば、昇圧回路３０の温度に応じて噴射設定時間Ｈが補正されるため、素子の温度特性に起因する噴射量のばらつきを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記各実施形態のマイコンは、基準昇圧能力βを用いることなく噴射補正時間ΔＨを設定してもよい。例えば、噴射時間補正手段２２は、昇圧能力αと噴射補正時間ΔＨとの関係を示すマップに基づいて、昇圧能力算出手段２１により算出される昇圧能力αから噴射補正時間ΔＨを設定してもよい。この場合、昇圧能力αと噴射補正時間ΔＨとの関係を示すマップは予め実験等により作成しておき、マイコン２の不揮発性メモリに記憶させておく。このような構成であっても、上記各実施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。

・上記各実施形態の昇圧時間検出手段２０は、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧ＶＢから目標昇圧電圧Ｖｔｈに達するまでに要する時間を昇圧時間ΔＴとして用いたが、昇圧時間ΔＴの算出方法は適宜変更可能である。要は、昇圧時間検出手段２０は、コンデンサ電圧Ｖｃが第１電圧値から、第１電圧値よりも高い第２電圧値まで変化するまでに要する時間を昇圧時間ΔＴとして算出するものであればよい。また、昇圧能力算出手段は、このようにして昇圧時間検出手段２０により算出される昇圧時間ΔＴに基づき昇圧能力αを算出するものであればよい。

・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１：高圧インジェクタ制御装置（ＥＣＵ）
５，６：インジェクタ
８：素子温度検出手段
２０：昇圧時間検出手段
２１：昇圧能力算出手段
２２：噴射時間補正手段
２４：昇圧能力記憶手段
３０：昇圧回路
Ｃ１０：コンデンサ

Claims (9)

1. インジェクタ（５，６）の駆動を制御する高圧インジェクタ制御装置（１）であって、
   バッテリから供給される電圧に基づきコンデンサ（Ｃ１０）にエネルギを蓄える昇圧回路（３０）と、
   前記コンデンサの電圧が第１電圧値から、当該第１電圧値よりも高い第２電圧値まで変化するのに要する昇圧時間を検出する昇圧時間検出手段（２０）と、
   前記コンデンサに単位時間当たりに蓄えられるエネルギ量を示す昇圧能力を前記昇圧時間に基づいて算出する昇圧能力算出手段（２１）と、
   前記昇圧能力に基づき前記インジェクタの噴射設定時間を補正する噴射時間補正手段（２２）と、を備えることを特徴とする高圧インジェクタ制御装置。
2. 前記噴射時間補正手段は、前記昇圧能力算出手段により算出される前記昇圧能力と、予め設定された基準昇圧能力とに基づき前記噴射設定時間を補正することを特徴とする請求項１に記載の高圧インジェクタ制御装置。
3. 前記噴射時間補正手段は、前記昇圧能力算出手段により算出される前記昇圧能力と前記基準昇圧能力との偏差に基づき前記インジェクタの噴射量が一定量となるように前記噴射設定時間を補正することを特徴とする請求項２に記載の高圧インジェクタ制御装置。
4. 前記噴射時間補正手段は、
   前記基準昇圧能力に対応する基準噴射設定時間を予め有しており、
   前記昇圧能力が前記基準昇圧能力よりも高い場合には、前記基準噴射設定時間よりも短くなるように前記噴射設定時間を補正し、
   前記昇圧能力が前記基準昇圧能力よりも低い場合には、前記基準噴射設定時間よりも長くなるように前記噴射設定時間を補正することを特徴とする請求項３に記載の高圧インジェクタ制御装置。
5. 前記昇圧時間検出手段は、前記コンデンサが放電していないことを条件に前記昇圧時間を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧インジェクタ制御装置。
6. 前記昇圧時間検出手段は、前記コンデンサの電圧が前記バッテリの電圧以下であることを条件に前記昇圧時間を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の高圧インジェクタ制御装置。
7. 前記昇圧時間検出手段は、当該インジェクタ制御装置への電源投入時から前記インジェクタの燃料噴射が開始されるまでの期間に前記昇圧時間を検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の高圧インジェクタ制御装置。
8. 前記昇圧能力算出手段により算出された前記昇圧能力を記憶する昇圧能力記憶手段（２４）を更に備え、
   前記噴射時間補正手段は、前記昇圧能力算出手段により前記昇圧能力を算出することができない期間、前記昇圧能力記憶手段に記憶された前記昇圧能力に基づき前記噴射設定時間を補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の高圧インジェクタ制御装置。
9. 前記昇圧回路の素子の温度を検出する素子温度検出手段（８）を更に備え、
   前記昇圧能力算出手段は、
   前記昇圧時間を検出した際に前記素子温度検出手段により前記昇圧回路の素子の温度を検出するとともに、
   検出された前記素子の温度と前記昇圧能力との関係を示す情報を前記昇圧能力記憶手段に記憶させ、
   前記昇圧能力算出手段により前記昇圧能力を算出することができない期間、前記昇圧能力記憶手段に記憶された前記素子の温度と前記昇圧能力との関係を示す情報に基づき、前記素子温度検出手段により検出される前記素子の温度から前記昇圧能力を算出することを特徴とする請求項８に記載の高圧インジェクタ制御装置。

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