(57)【要約】    【課題】  ポート燃料噴射弁及び筒内燃料噴射弁をともに駆動する駆動回路において、回路部品を増加させることなく、各燃料噴射弁の駆動電流値を検出するとともに、消費電力を低減する。    【解決手段】  ポート燃料噴射弁３に供給される駆動電流ＩＤＰ及び筒内燃料噴射弁４に供給される駆動電流ＩＤＤが共通の電流検出用抵抗Ｒ１及びＣＰＵ１１によって検出され、筒内燃料噴射弁４の開弁状態保持のための保持電流値ＩＨＬＤＤを目標電流値ＩＣＭＤＤに一致させる、駆動電圧のデューティフィードバック制御が行われるとともに、ポート燃料噴射弁３の開弁状態保持のための保持電流値ＩＨＬＤＰを目標電流値ＩＣＭＤＰに一致させる、駆動電圧のデューティフィードバック制御が行われる。【選択図】  図２
2014020207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路内へ燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、前記機関の燃焼室内へ燃料を噴射する第２燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記第１燃料噴射弁を開閉駆動する第１駆動回路と、
前記第２燃料噴射弁を開閉駆動する第２駆動回路と、
前記第１及び第２駆動回路に接続され、前記第１燃料噴射弁の駆動電流値及び前記第２燃料噴射弁の駆動電流値を検出可能な電流検出手段と、
前記第１及び第２燃料噴射弁による燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段とを備え、
該燃料噴射制御手段は、
検出される前記第１燃料噴射弁の駆動電流値である第１駆動電流値に応じて、前記第１駆動回路を介して前記第１燃料噴射弁の駆動制御を行う第１駆動制御手段と、
検出される前記第２燃料噴射弁の駆動電流値である第２駆動電流値に応じて、前記第２駆動回路を介して前記第２燃料噴射弁の駆動制御を行う第２駆動制御手段とを有し、
前記第１燃料噴射弁の開弁期間と、前記第２燃料噴射弁の開弁期間とが重複しないように前記燃料噴射制御を行い、
前記第１駆動制御手段は、前記第１駆動電流値に応じて、前記第１燃料噴射弁の開弁後の開弁状態保持のための保持電流値が第１目標値と一致するように前記第１燃料噴射弁の駆動電圧のデューティフィードバック制御を行い、
前記第２駆動制御手段は、前記第２駆動電流値に応じて、前記第２燃料噴射弁の開弁後の開弁状態保持のための保持電流値が第２目標値と一致するように前記第２燃料噴射弁の駆動電圧のデューティフィードバック制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁（以下「ポート燃料噴射弁」という）と、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁（以下「筒内燃料噴射弁」という）とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置が示されており、特許文献２には、筒内燃料噴射弁を駆動する駆動回路が具体的に示されている。
【０００３】
特許文献２に示されて駆動回路では、筒内燃料噴射弁のソレノイドに供給される駆動電流値が検出され、検出される開弁保持電流値が所定電流値の範囲内に入るように、電源とソレノイドとの間に設けられたスイッチング素子がオンオフ制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２０８８号公報
【特許文献２】特許４４７４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポート燃料噴射弁の駆動回路においては、特許文献２に示されるような保持電流値のフィードバック制御、すなわちポート燃料噴射弁のソレノイドに供給される駆動電流値を検出し、検出される駆動電流値に応じてスイッチング素子をオンオフ制御することは、行われいない。
【０００６】
したがって、ポート燃料噴射弁の駆動回路では、開弁状態を保持するための保持電流を供給している期間においても駆動電圧がソレノイドに常時印加されるため、消費電力低減の観点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、ポート燃料噴射弁及び筒内燃料噴射弁をともに駆動する駆動回路において、回路部品を増加させることなく、各燃料噴射弁の駆動電流値を検出するとともに、消費電力を低減することができる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）の吸気通路（２）内へ燃料を噴射する第１燃料噴射弁（３）と、前記機関の燃焼室内へ燃料を噴射する第２燃料噴射弁（４）とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第１燃料噴射弁（３）を開閉駆動する第１駆動回路（Ｑ３，Ｌ１，Ｑ４）と、前記第２燃料噴射弁（４）を開閉駆動する第２駆動回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｌ２，Ｑ５）と、前記第１及び第２駆動回路に接続され、前記第１燃料噴射弁の駆動電流値（ＩＤＰ）及び前記第２燃料噴射弁の駆動電流値（ＩＤＤ）を検出可能な電流検出手段（Ｒ１，ＣＰＵ１１）と、前記第１及び第２燃料噴射弁（３，４）による燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段とを備え、該燃料噴射制御手段は、検出される前記第１燃料噴射弁（３）の駆動電流値である第１駆動電流値（ＩＤＰ）に応じて、前記第１駆動回路を介して前記第１燃料噴射弁（３）の駆動制御を行う第１駆動制御手段と、検出される前記第２燃料噴射弁の駆動電流値である第２駆動電流値（ＩＤＤ）に応じて、前記第２駆動回路を介して前記第２燃料噴射弁の駆動制御を行う第２駆動制御手段とを有し、前記第１燃料噴射弁の開弁期間（ＴＩＰＣＭＤ）と、前記第２燃料噴射弁の開弁期間（ＴＩＤＣＭＤ）とが重複しないように前記燃料噴射制御を行い、前記第１駆動制御手段は、前記第１駆動電流値（ＩＤＰ）に応じて、前記第１燃料噴射弁の開弁後の開弁状態保持のための保持電流値（ＩＨＬＤＰ）が第１目標値（ＩＣＭＤＰ）と一致するように前記第１燃料噴射弁の駆動電圧（ＶＤＰ）のデューティフィードバック制御を行い、前記第２駆動制御手段は、前記第２駆動電流値（ＩＤＤ）に応じて、前記第２燃料噴射弁の開弁後の開弁状態保持のための保持電流値（ＩＨＬＤＤ）が第２目標値（ＩＣＭＤＤ）と一致するように前記第２燃料噴射弁の駆動電圧（ＶＤＤ）のデューティフィードバック制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、第１燃料噴射弁（ポート燃料噴射弁）に供給される第１駆動電流値及び第２燃料噴射弁（筒内燃料噴射弁）に供給される第２駆動電流値が共通の電流検出手段によって検出され、第２燃料噴射弁の開弁状態保持のための保持電流値を第２目標値に一致させるデューティフィードバック制御が行われるとともに、第１燃料噴射弁の開弁状態保持のための保持電流値を第１目標値に一致させるデューティフィードバック制御が行われる。第１駆動電流値は、第２駆動電流値を検出する電流検出手段によって行われるため、第１駆動電流値を検出するための電流検出回路を追加する必要がなく、コストの増加を回避することができる。また、第１燃料噴射弁についてもデューティフィードバック制御を行うことにより、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を示す図である。
【図２】図１に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ５）に含まれる燃料噴射弁駆動部の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示す筒内燃料噴射弁の駆動電圧及び駆動電流の推移を示すタイムチャートである。
【図４】図１に示すポート燃料噴射弁の駆動電圧及び駆動電流の推移を示すタイムチャートである。
【図５】燃料噴射弁駆動制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関（以下「エンジン」という）１の燃料噴射制御装置を示しており、４気筒のエンジン１は、各気筒の吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられ、吸気通路２（吸気ポート）内に燃料を噴射するポート燃料噴射弁３と、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁４とを備えている。各噴射弁３，４は図示しない燃料ポンプに接続されていると共に電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に電気的に接続されてＥＣＵ５からの信号により開弁時期（燃料噴射時期）及び開弁時間（燃料噴射時間）が制御される。
【００１２】
ＥＣＵ５には、電源としてのバッテリ６が接続されており、バッテリ６からＥＣＵ５が動作するための電力及びポート燃料噴射弁３及び筒内燃料噴射弁４を駆動するための電力が供給される。
【００１３】
図２はＥＣＵ５に含まれる燃料噴射弁駆動部の構成を示す回路図であり、１つのポート燃料噴射弁３のソレノイドＬ１と、１つの筒内燃料噴射弁４のソレノイドＬ２に駆動電流を供給する回路構成が示されている。他の３つのポート燃料噴射弁３及び筒内燃料噴射弁４のソレノイドに駆動電流を供給する回路も同様に構成されている。
【００１４】
図２に示す燃料噴射弁駆動部は、ソレノイドＬ２の一端に供給する電源電圧のオンオフ切換を行うスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）Ｑ１，Ｑ２と、ソレノイドＬ１の一端に供給する電源電圧のオンオフ切換を行うためのスイッチング素子としてのＦＥＴＱ３と、ソレノイドＬ１，Ｌ２の他端とアースとの接続／非接続を切り換えるためのスイッチング素子としてのＦＥＴＱ４，Ｑ５と、ダイオードＤ１〜Ｄ３と、抵抗Ｒ１と、ＣＰＵ１１と、昇圧回路１２と、駆動回路１３及び１４とを備えており、ＣＰＵ１１からＦＥＴＱ１〜Ｑ５に制御信号が供給されるとともに、抵抗Ｒ１の一端がＣＰＵ１１の電流検出端子ＶＩＤＩＮに接続されている。電流検出端子ＶＩＤＩＮに供給される電圧値ＶＩＤは抵抗Ｒ１を流れる電流値に比例するので、電圧値ＶＩＤによってソレノイドＬ１及びＬ２に供給される駆動電流値が検出される。
【００１５】
昇圧回路１２は、バッテリ４の出力電圧（以下「第１電源電圧」という）ＶＳ１（例えば１４Ｖ）を昇圧して第２電源電圧ＶＳ２（例えば４０Ｖ）を出力する。第１電源電圧ＶＳ１は、ＦＥＴＱ３を介してソレノイドＬ１の一端に供給されるとともにＦＥＴＱ２及びダイオードＤ１を介してソレノイドＬ２の一端に供給される。第２電源電圧ＶＳ２は、ＦＥＴＱ１を介してソレノイドＬ２の一端に供給される。ダイオードＤ１は、昇圧された第２電源電圧ＶＳ２の電源ラインから第１電源電圧ＶＳ１の電源ラインへ電流が流入することを防止するための設けられている。
【００１６】
ソレノイドＬ１の他端は、ＦＥＴＱ４を介して抵抗Ｒ１の一端に接続され、ソレノイドＬ２の他端は、ＦＥＴＱ５を介して抵抗Ｒ１の一端に接続されている。
ＣＰＵ１１の出力端子ＢＳＨＳＷ１から出力される電圧制御信号は、駆動回路１３を介してＦＥＴＱ１のゲートに供給され、ＣＰＵ１１の出力端子ＢＴＨＳＷ１及びＢＴＨＳＷ２から出力される電圧制御信号は、それぞれ駆動回路１３を介してＦＥＴＱ２，Ｑ３のゲートに供給される。またＣＰＵ１１の出力端子ＬＯＳＷ１，ＬＯＳＷ２から出力されるロー側制御信号は、それぞれ駆動回路１４を介してＦＥＴＱ４，Ｑ５のゲートに供給される。
【００１７】
図３（ａ）及び（ｂ）は、筒内燃料噴射弁４を開弁させるときにソレノイドＬ２に供給される駆動電圧ＶＤＤ及び駆動電流ＩＤＤの推移を示し、同図（ｃ）は筒内噴射実行フラグＦＤＩＮＪの推移を示すタイムチャートである。時刻ｔＩＳＤ〜ｔＩＥＤの期間ＴＩＤＣＭＤが開弁指令信号が出力される期間に相当する（以下「筒内噴射指令期間ＴＩＤＣＭＤ」という）。
【００１８】
時刻ｔＩＳＤからｔＳＷＤまでの期間ＴＶＳ２においては、ＦＥＴＱ１がオンされて第２電源電圧ＶＳ２がソレノイドＬ２に供給される（過励磁制御が実行される）。時刻ｔＳＷＤからｔＩＥＤまでの期間ＴＶＳ１においては、ＦＥＴＱ１がオフされ、筒内燃料噴射弁４の開弁状態を保持するための保持電流値ＩＨＬＤＤが目標電流値ＩＣＭＤＤと一致するように、ＦＥＴＱ２がオンオフデューティ制御される（保持制御が実行される）。ＦＥＴＱ５は筒内噴射指令期間ＴＩＤＣＭＤ中オンされ、ＦＥＴＱ４はオフ状態が維持される。したがって、ソレノイドＬ２にのみ駆動電流が供給される。
【００１９】
図４（ａ）及び（ｂ）は、ポート燃料噴射弁３を開弁させるときにソレノイドＬ１に供給される駆動電圧ＶＤＰ及び駆動電流ＩＤＰの推移を示し、同図（ｃ）はポート噴射実行フラグＦＰＩＮＪの推移を示すタイムチャートである。時刻ｔＩＳＰ〜ｔＩＥＰの期間ＴＩＰＣＭＤが開弁指令信号が出力される期間に相当する（以下「ポート噴射指令期間ＴＩＰＣＭＤ」という）。
【００２０】
ポート燃料噴射弁３に駆動には第１電源電圧ＶＳ１のみが適用され、時刻ｔＩＳＰからｔＳＷＰまでの期間においては、ＦＥＴＱ３がオンされて第１電源電圧ＶＳ１がソレノイドＬ１に供給される（過励磁制御が実行される）。時刻ｔＳＷＰからｔＩＥＰまでの期間においては、ポート燃料噴射弁３の開弁状態を保持するための保持電流値ＩＨＬＤＰが目標電流値ＩＣＭＤＰと一致するように、ＦＥＴＱ３がオンオフデューティ制御される（保持制御が実行される）。ＦＥＴＱ４はポート噴射指令期間ＴＩＰＣＭＤ中オンされ、ＦＥＴＱ５はオフ状態が維持される。したがって、ソレノイドＬ１にのみ駆動電流が供給される。
【００２１】
本実施形態では、ポート燃料噴射弁３と筒内燃料噴射弁４は、開弁期間が重複しないように制御され、保持電流値ＩＨＬＤＤ及びＩＨＬＤＰは、ともに電流検出端子ＶＩＤＩＮに入力される電圧値ＶＩＤによって検出される。
【００２２】
図５は、エンジン運転状態に応じて算出される燃料噴射指令信号に応じてポート燃料噴射弁３及び筒内燃料噴射弁４を駆動し、燃料噴射を実行する処理のフローチャートである。この処理はＣＰＵ１１で実行される。
【００２３】
ステップＳ１１では、筒内噴射実行フラグＦＤＩＮＪが「１」であるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、時刻ｔＩＳＤからｔＳＷＤの期間において筒内燃料噴射弁４の過励磁制御を実行し（ステップＳ１５）、次いで時刻ｔＳＷＤからｔＩＥＤの期間において筒内燃料噴射弁４の保持制御を実行する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５及びＳ１６により、筒内燃料噴射弁４による燃料噴射が実行される。
【００２４】
ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）であるときは、ポート噴射実行フラグＦＰＩＮＪが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、時刻ｔＩＳＰからｔＳＷＰの期間においてポート燃料噴射弁３の過励磁制御を実行し（ステップＳ１３）、次いで時刻ｔＳＷＰからｔＩＥＰの期間においてポート燃料噴射弁３の保持制御を実行する（ステップＳ１４）。ステップＳ１３及びＳ１４により、ポート燃料噴射弁３による燃料噴射が実行される。
【００２５】
以上のように本実施形態では、ポート燃料噴射弁３に供給される駆動電流ＩＤＰ及び筒内燃料噴射弁４に供給される駆動電流ＩＤＤが共通の電流検出用抵抗Ｒ１及びＣＰＵ１１によって検出され、ポート燃料噴射弁３の開弁状態保持のための保持電流値ＩＨＬＤＰを目標電流値ＩＣＭＤＰに一致させる保持制御（デューティフィードバック制御）が行われる。ポート燃料噴射弁３に供給される駆動電流ＩＤＰは、筒内燃料噴射弁４の駆動電流ＩＤＤを検出するために使用される電流検出用抵抗Ｒ１を用いて行われるため、駆動電流ＩＤＰを検出するための抵抗及びＣＰＵ１１の入力端子を追加する必要がなく、コストの増加を回避することができる。また、ポート燃料噴射弁３についても検出保持電流値ＩＨＬＤＰに応じてＦＥＴＱ３をオンオフデューティ制御するデューティフィードバック制御が行われるので、ＦＥＴＱ３を常時オンする場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００２６】
本実施形態では、ポート燃料噴射弁３が第１燃料噴射弁に相当し、筒内燃料噴射弁４が第２燃料噴射弁に相当し、ＦＥＴＱ４及びソレノイドＬ１が第１駆動回路を構成し、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ５及びソレノイドＬ２が第２駆動回路を構成し、抵抗Ｒ１及びＣＰＵ１１が電流検出手段を構成し、ＣＰＵ１１が燃料噴射制御手段、第１駆動制御手段、及び第２駆動制御手段を構成する。
【００２７】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では４気筒機関の燃料噴射制御装置に本発明を適用した例を示したが、４気筒機関に限らず、３，５，６，８気筒など種々の機関の燃料噴射制御装置に適用可能である。また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの燃料噴射制御装置にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  内燃機関
２  吸気通路
３  ポート燃料噴射弁（第１燃料噴射弁）
４  筒内燃料噴射弁（第２燃料噴射弁）
１１  ＣＰＵ（電流検出手段、燃料噴射制御手段、第１駆動制御手段、第２駆動制御手段）
１２  昇圧回路（第２駆動回路）
Ｌ１  ソレノイド（第１駆動回路）
Ｌ２  ソレノイド（第２駆動回路）
Ｑ３，Ｑ４  電界効果トランジスタ（第１駆動回路）
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５  電界効果トランジスタ（第２駆動回路）
Ｒ１  抵抗（電流検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014020207.tif 000006
【図５】
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