(57)【要約】【課題】燃圧センサにて検出したインジェクタの燃料圧力をデジタルデータに変換した上で制御装置に送信するようにしながら、制御装置が、噴射信号の出力を開始した前後の燃圧に応じて、噴射信号の出力期間を制御できるようにする。【解決手段】ＥＣＵ３０は、事前に、燃料噴射の開始時期に応じた燃料圧力の検出時期を設定し、信号処理回路２５に送信しておく。信号処理回路２５では、受信した検出時期の到来を判定すると、そのタイミングで燃圧センサ２２によって検出された燃料圧力を示す、デジタル化された圧力データをＥＣＵ３０へ送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられたインジェクタ（１０）に対して噴射信号を出力して、前記インジェクタより燃料を噴射させる制御装置（３０）と、
前記インジェクタに対応して設けられ、前記制御装置へ、前記インジェクタに導入されている燃料の圧力を検出し、圧力データとして送信する信号処理装置（２５）と、を備えた燃料噴射制御システムであって、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態に基づき、前記インジェクタから燃料を噴射させる噴射開始時期を決定する噴射決定部（Ｓ１１０）と、
前記噴射決定部によって決定された噴射開始時期に応じて、前記インジェクタに導入されている燃料の圧力の検出時期を設定する検出時期設定部（Ｓ１３０）と、
前記検出時期設定部によって設定された前記検出時期を含む検出時期データを前記信号処理装置へ送信する制御装置側通信部（３３）と、を有し、
前記信号処理装置は、
前記制御装置側通信部から送信された前記検出時期データを受信する信号処理装置側通信部（２６）と、
前記インジェクタ内に導入されている燃料の圧力を検出する燃圧センサ（２２）と、
前記検出時期データに含まれる前記検出時期の到来を判定する検出時期判定部（Ｓ３１０）と、
前記検出時期判定部により前記検出時期が到来したと判定されたタイミングで前記燃圧センサによって検出された燃料の圧力を示す、デジタル化された圧力データを、前記信号処理装置側通信部から前記制御装置側通信部へと送信させる圧力データ送信制御部（２７ａ、２９、Ｓ３２０、Ｓ３３０）と、を有し、
前記制御装置は、前記制御装置側通信部にて受信した圧力データに基づき、噴射開始時期から開始される噴射信号の出力期間の長さを制御する燃料噴射制御システム。
【請求項２】
前記検出時期判定部は、時間の経過をカウントするタイマ（２８）を有し、
前記タイマは、前記信号処理装置側通信部が前記検出時期データを受信したときにリセットされてカウント動作が初期化され、
前記検出時期判定部は、前記タイマによってカウントされる経過時間が、前記検出時期に対応する時間となったときに、前記検出時期が到来したと判定する請求項１に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関の一燃焼サイクル中に、前記インジェクタより複数回の燃焼噴射を行わせるように噴射信号を出力するものであり、
前記噴射決定部は、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記複数回の噴射開始時期を決定し、さらに、前記検出時期設定部は、決定した各噴射の噴射開始時期に応じた、前記インジェクタに導入されている燃料の圧力の検出時期を設定し、
前記制御装置側通信部から送信される前記検出時期データには、前記複数回の噴射開始時期に応じたそれぞれの検出時期が含まれる請求項１又は２に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項４】
前記噴射決定部は、前記噴射開始時期を決定する際、そのときに得られている燃料圧力に基づいて噴射信号の出力期間の長さも決定し、
前記制御装置は、前記制御装置側通信部から送信された圧力データに基づき、前記噴射決定部にて決定された前記噴射信号の出力期間の長さを補正し、補正した長さの出力期間分だけ前記インジェクタに噴射信号を出力する請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料噴射制御システム。
【請求項５】
前記圧力データ送信制御部は、
前記燃圧センサによって検出される燃料圧力を所定のサンプリング周期でサンプリングして、デジタルデータに変換するアナログデジタル変換部（２９）と、
前記アナログデジタル変換部によってデジタルデータに変換された燃料圧力を記憶するバッファ部（２７ａ）と、を有し、
前記アナログデジタル変換部により前記検出時期に対応するタイミングでサンプリングされて前記バッファ部に記憶されたデジタル化された燃料圧力から前記圧力データを生成する請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料噴射制御システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
定期的に、前記バッファ部に記憶された複数の燃料圧力を含む定期データの送信を指示する送信指示データを、前記制御装置側通信部から前記信号処理装置側通信部へと送信させる送信指示データ送信制御部（Ｓ２２０）を有し、
前記信号処理装置は、
前記信号処理装置側通信部にて前記送信指示データを受信すると、前記バッファ部に記憶された複数の燃料圧力を含む定期データを作成し、前記信号処理装置側通信部から前記制御装置側通信部へと送信させる定期データ送信制御部（Ｓ３９０）を有する請求項５に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記定期データの前記送信指示データを送信する前に、当該定期データの送信指示を行ってから、前記信号処理装置より前記定期データを受信するまでに必要となる期間内に、前記信号処理装置から前記圧力データが送信される予定があるか否かを判定し、前記圧力データが送信される予定があると判定した場合、前記定期データの前記送信指示データの送信を見合わせる調停部（Ｓ２１０）を有する請求項６に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項８】
前記制御装置側通信部と前記信号処理装置側通信部との通信は、前記制御装置が前記インジェクタに前記噴射信号を出力するための信号線（１５）を介して行われる請求項５乃至７のいずれかに記載の燃料噴射制御システム。
【請求項９】
前記信号処理装置は、
前記インジェクタに導入される燃料の温度を検出する温度センサ（２３）を有し、
前記温度センサによって検出された燃料温度も前記アナログデジタル変換部にてデジタルデータに変化され、前記信号線を介して、前記制御装置側通信部から前記信号処理装置側通信部へ送信される請求項８に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項１０】
前記信号処理装置は、
前記インジェクタの個体情報及び前記燃圧センサの個体情報の少なくとも一方を記憶したメモリ（２７ｂ）を有し、
前記メモリに記憶された前記インジェクタの個体情報及び前記燃圧センサの個体情報の少なくとも一方も、前記信号線を介して、前記制御装置側通信部から前記信号処理装置側通信部へ送信される請求項８に記載の燃料噴射制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられたインジェクタによる燃料の噴射を制御するための燃料噴射制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、インジェクタの燃料取込口に、燃料圧力を検出するための圧力センサを設けることが示されている。この特許文献１では、ＥＣＵは、所定の学習実行条件が成立したときに、圧力センサによって検出される圧力値を所定の時間間隔で（例えば、２０μｓｅｃ）で逐次取得し、インジェクタ２０の噴射動作及び実噴射による圧力変動について、圧力推移波形として取得しつつ、その取得した圧力推移波形を、その時々の噴射パターン等の噴射条件に対して関連付けながら記憶装置に格納する。そして、ＥＣＵは、記憶装置に格納された圧力推移波形に基いて、予め所定の記憶装置に記憶されている燃料噴射に係る補正係数を更新する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４４７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１では、圧力センサによって検出された燃料圧力は、アナログ信号としてＥＣＵに入力される。そして、ＥＣＵ内に設けられたＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されるように構成されている。しかし、この場合、圧力センサからＥＣＵまでアナログ信号の形態で燃料圧力信号が送信される間に、外部からのノイズが重畳する可能性が高くなる。送信される燃料圧力信号にノイズが重畳した場合、本来の燃料圧力信号から変化してしまうため、燃料圧力の検出精度が低下する虞がある。このような問題点を解決するために、センサ装置において、アナログ信号をデジタル信号に変換した上で、ＥＣＵへ送信することが考えられる。
【０００５】
アナログ信号をデジタル信号に変換した上でＥＣＵへ送信するには、例えば、図１０に示すように、所定の周期で、圧力センサの検出信号をサンプリングしてデジタル化した信号をバッファメモリに保存しておき、ＥＣＵから一定の周期（通信スロットに相当）で出力される指示信号を受信したことに応じて、デジタル化された複数個の検出信号をまとめてセンサ装置からＥＣＵへ送信することが考えられる。しかし、この場合には、圧力センサにて燃料圧力が検出された時点から、ＥＣＵにて、受信処理が完了して対応する燃料圧力が利用可能となる時点までに相当の時間遅れが生じる可能性がある。このため、例えば、ＥＣＵにおいて、インジェクタへの噴射信号の出力期間を、その噴射信号の出力を開始した前後の燃圧に応じて補正等の制御を行おうとしても、それに間に合うように、ＥＣＵが燃料圧力を受信できない可能性が生じる。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、燃圧センサにて検出したインジェクタの燃料圧力をデジタルデータに変換した上で制御装置に送信するようにしながら、制御装置が、噴射信号の出力を開始した前後の燃圧に応じて、噴射信号の出力期間を制御することが可能な燃料噴射制御システム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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による燃料噴射制御システムは、
内燃機関に設けられたインジェクタ（１０）に対して噴射信号を出力して、インジェクタより燃料を噴射させる制御装置（３０）と、
インジェクタに対応して設けられ、制御装置へ、インジェクタに導入されている燃料の圧力を検出し、圧力データとして送信する信号処理装置（２５）と、を備え、
制御装置は、
内燃機関の運転状態に基づき、インジェクタから燃料を噴射させる噴射開始時期を決定する噴射決定部（Ｓ１１０）と、
噴射決定部によって決定された噴射開始時期に応じて、インジェクタに導入されている燃料の圧力の検出時期を設定する検出時期設定部（Ｓ１３０）と、
検出時期設定部によって設定された検出時期を含む検出時期データを信号処理装置へ送信する制御装置側通信部（３３）と、を有し、
信号処理装置は、
制御装置側通信部から送信された検出時期データを受信する信号処理装置側通信部（２６）と、
インジェクタ内に導入されている燃料の圧力を検出する燃圧センサ（２２）と、
検出時期データに含まれる検出時期の到来を判定する検出時期判定部（Ｓ３１０）と、
検出時期判定部により検出時期が到来したと判定されたタイミングで燃圧センサによって検出された燃料の圧力を示す、デジタル化された圧力データを、信号処理装置側通信部から制御装置側通信部へと送信させる圧力データ送信制御部（２７ａ、２９、Ｓ３２０、Ｓ３３０）と、を有し、
制御装置は、制御装置側通信部にて受信した圧力データに基づき、噴射開始時期から開始される噴射信号の出力期間の長さを制御する。
【０００８】
上述したように、本発明による燃料噴射制御システムでは、制御装置が、事前に、燃料噴射の開始時期に応じた燃料圧力の検出時期を設定し、信号処理装置に送信しておく。信号処理装置では、受信した検出時期の到来を判定すると、そのタイミングで燃圧センサによって検出された燃料圧力をデジタル信号に変換し、その後直ちにデジタル化された圧力データを制御装置へ送信する。
【０００９】
このように、制御装置は予め検出時期を信号処理装置に送信しているため、信号処理装置においては、検出時期が到来したときに、即座に、圧力データの送信を行うことができる。従って、制御装置では、検出時期に検出された燃料圧力を示す圧力データを取得するにあたり、制御装置からセンサへの圧力取得要求通信を省くことで通信遅延を短縮することができ、取得した圧力データに基づいて、噴射開始時期から開始される噴射信号の出力期間の長さを制御することが可能となる。
【００１０】
上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
【００１１】
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態による燃料噴射制御システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】ＥＣＵ及びインジェクタの信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵにおいて、燃料圧力の検出時期を示す検出時期データを送信するための処理を示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵにおいて、定期データの送信指示データを送信するための処理を示すフローチャートである。
【図５】インジェクタの信号処理回路において、ＥＣＵからの指示に応じて、圧力制御・噴射制御のための少量データ転送、又は噴射率波形処理に必要な大量データ一括送信するための処理を示すフローチャートである。
【図６】ＥＣＵにおいて、少量転送に含まれる圧力データに基づいて噴射期間を補正する処理、及び大量一括転送に含まれる多数の燃料圧力（噴射率波形データ）に基づいて、噴射信号の通電期間の補正データを算出する処理を示すフローチャートである。
【図７】ＥＣＵから信号処理回路へ送信される通信信号、ＥＣＵからアクチュエータに通電される噴射信号、信号処理回路におけるタイマのカウント動作、燃圧センサによって検出される圧力、及び、信号処理回路からＥＣＵへ送信される通信信号を示すタイムチャートである。
【図８】図７における範囲Ａを拡大して示したタイムチャートである。
【図９】図８における範囲Ｂを拡大して示したタイムチャートである。
【図１０】所定の周期で、燃圧センサの検出信号をサンプリングしてバッファメモリに保存しておき、ＥＣＵから一定の周期で出力される指示信号を受信したことに応じて、デジタル化された複数個の検出信号をまとめてセンサ装置からＥＣＵへ送信する様子を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る燃料噴射制御システムの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態による燃料噴射制御システムの全体構成を示す構成図である。なお、図１には１気筒分のインジェクタ１０しか示していないが、本実施形態では、燃料噴射制御システムを４気筒ディーゼルエンジンに適用した場合について説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る燃料噴射制御システムは、コモンレール式燃料噴射システムであり、ディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室内に、直接的に高圧燃料（例えば噴射圧力「１０００気圧」以上の軽油）を噴射することが可能なものである。燃料噴射制御システムは、主要な構成として、ディーゼルエンジンの各気筒に噴射供給する燃料を高圧に保持（蓄圧）するコモンレール４２と、燃料タンク４０から吸入した燃料を加圧してコモンレール４２に圧送する燃料ポンプ４１と、コモンレール４２内の高圧燃料をディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する複数個（本実施形態では４個）のインジェクタ１０と、燃料ポンプ４１および複数個のインジェクタ１０などを電子制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）３０と、を備えている。
【００１５】
コモンレール４２は、高圧状態で蓄えた燃料を、気筒毎に設けられた高圧配管を通じて、第１気筒〜第４気筒の各インジェクタ１０へ供給する。コモンレール４２と各高圧配管との間には、それぞれ、コモンレール４２から高圧配管へ伝播する燃料の圧力脈動を減衰させるオリフィス（図示せず）が設けられている。さらに、コモンレール４２には、コモンレール４２内に蓄圧された燃料圧力を測定するための燃料圧センサ（図示せず）が設けられている。
【００１６】
それぞれのインジェクタ１０は、ディーゼルエンジンの各気筒のシリンダヘッドに取り付けられている。各インジェクタ１０は、ＥＣＵ３０からの噴射信号（アクチュエータ通電信号）に応じて各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射するものである。これらのインジェクタ１０からの燃料噴射は、ＥＣＵ３０からの噴射信号がインジェクタ１０のアクチュエータ１３に通電されたときに行われる。従って、噴射信号の出力期間が長くなるほど、噴射される燃料量が多くなり、噴射信号の出力期間が短いほど、噴射される燃料量が少なくなる。さらに、インジェクタ１０内に導入されている燃料圧力に応じて、噴射信号の出力期間が同じであっても、噴射量は変動する。このようなインジェクタ１０の構造の一例を、図１に基づいて説明する。なお、４つのインジェクタ１０はすべて同様の構造を有している。
【００１７】
図１に示すように、インジェクタ１０のハウジング１１の先端側（噴孔側）には、ニードル収容部が設けられており、そのニードル収容部に、軸方向に変位可能なニードル弁１２が収容されている。ニードル収容部には、ハウジング１１に形成された内部燃料通路１１ａを介して、コモンレール４２からの高圧燃料が供給される。
【００１８】
ニードル弁１２は、ニードル収容部内に形成されているシート部に着座することで、噴孔１１ｂに繋がる流路を遮断する（ニードル閉弁状態）。一方、ニードル弁１２は、シート部から離座することで、ニードル収容部と噴孔１１ｂとを連通させ、噴孔１１ｂから高圧燃料を噴射する（ニードル開弁状態）。
【００１９】
ニードル弁１２の背面側（噴孔１１ｂに対向する側の反対側）は、スプリングによって、ニードル閉弁状態となる向きに付勢されている。さらに、ニードル弁１２の背面側には、アクチュエータ１３によって調圧される油圧室内の燃料圧が印加されている。本実施形態では、アクチュエータ１３としてピエゾ積層体を用いる。ピエゾ積層体は、電圧の印加に応じて伸長し、その印加電圧が消滅してピエゾ積層体の電荷が放電されることにより収縮する。なお、アクチュエータ１３として、電磁弁を用いることも可能である。
【００２０】
ＥＣＵ３０からアクチュエータ１３に噴射信号が通電され、電圧が印加されると、アクチュエータ１３が伸長するため、アクチュエータ１３と連結された弁体が、油圧室に設けられた排出孔を開く。この排出孔は、燃料タンク４０に繋がっている。このため、油圧室内の燃料が燃料タンク４０に流出することにより油圧室内の燃料圧が低下し、それに連動してニードル弁１２の背圧も低下する。ニードル弁１２の両端に印加される燃料圧の差による付勢力がスプリングの付勢力を上回ると、ニードル弁１２がニードル開弁状態となる方向に移動し、噴孔１１ｂから高圧燃料が噴射される。噴射信号の通電が終了し、アクチュエータ１３に印加される電圧が消滅すると、アクチュエータ１３が収縮して弁体が排出孔を閉じるので、ニードル弁１２はニードル閉弁状態に戻る。
【００２１】
インジェクタ１０には、センサ装置２０が搭載されている。具体的には、センサ装置２０はステム２１を有し、このステム２１がハウジング１１に固定されることにより、センサ装置２０がインジェクタ１０の上部に保持される。ステム２１には、内部燃料通路１１ａを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形するダイヤフラム部２１ａが形成されている。
【００２２】
燃圧センサ２２は、例えば、ダイヤフラム部２１ａに取り付けられた感圧抵抗素子を含むブリッジ回路として構成される。これにより、高圧燃料の圧力（燃圧）に応じて、ダイヤフラム部２１ａが弾性変形して感圧抵抗素子の抵抗値が変化することで、燃圧センサ２２は燃圧に応じた燃圧検出信号を出力する。
【００２３】
センサ装置２０は、さらに燃温センサ２３を有している。燃温センサ２３は、例えばダイヤフラム部２１ａに取り付けられた感温抵抗素子を含むブリッジ回路として構成される。これにより、燃料の温度に依存して変化するダイヤフラム部２１ａの温度（燃温）に応じて感温抵抗素子の抵抗値が変化することで、燃温センサ２３は燃温に応じた燃温検出信号を出力する。
【００２４】
ただし、センサ装置２０の設置位置は、インジェクタ１０に限られない。例えば、センサ装置２０は、コモンレール４２とインジェクタ１０とを繋ぐ高圧配管に設けても良い。コモンレール４２と高圧配管との間に設けられたオリフィスよりもインジェクタ１０側の高圧配管であれば、インジェクタ１０の噴射動作に伴う燃料圧力の変動が高い精度で検出可能であり、またインジェクタ１０から噴射される燃料温度と実質的に同じ燃料温度を検出可能であるためである。
【００２５】
センサ装置２０は、燃圧センサ２２及び燃温センサ２３から出力される燃圧検出信号及び燃温検出信号をデジタルデータ化して、通信線１５を介してＥＣＵ３０へ送信したり、ＥＣＵ３０からの通信信号を受信して、必要な処理を行うための信号処理回路２５を有している。この信号処理回路２５はＩＣ化され、樹脂２４によってモールドされている。
【００２６】
信号処理回路２５は、図２に示すように、通信処理回路２６、マイクロコンピュータ２７、バッファメモリ２７ａ、ＥＥＰＲＯＭ２７ｂ、タイマ２８、及びＡ／Ｄ変換回路２９などを備えている。
【００２７】
通信処理回路２６は、通信線１５を介してＥＣＵ３０から送信される通信信号の受信処理と、ＥＣＵ３０へ通信信号を送信する送信処理を実施する。ＥＣＵ３０は、通信線１５を介して、アクチュエータ１３に噴射信号を通電する。通信線１５は、ＥＣＵ３０からアクチュエータ１３に通電される噴射信号の伝送にも利用される。従って、この噴射信号の通電時期と通信信号の送信時期が重なった場合、通信信号は噴射信号に重畳されて送信される。通信処理回路２６は、受信処理として、噴射信号に重畳された通信信号（通信フレーム）を分離したり、通信信号に含まれるデータをデコードしてメモリに保存したりなどの処理を行う。また、通信処理回路２６は、送信処理として、送信すべきデータをエンコードして通信信号を生成するとともに、生成した通信信号を通信線１５に送出する処理を行う。
【００２８】
通信処理回路２６が送信すべきデータには、噴射信号の出力が開始された前後の燃料圧力を示す少量の圧力データ、所定の周期で高速サンプリングされ、デジタル化された複数の燃料圧力からなる大量一括転送データを含み、定期的に送信される定期データ、燃料温度を示す燃温データ、インジェクタ１０の噴射特性を示す個体情報、及び燃圧センサ２２の検出特性を示す個体情報などが含まれる。ＥＣＵ３０が、噴射信号の出力が開始された前後の燃料圧力を示す圧力データを取得することで、目標とする噴射量となるように噴射信号の出力期間を高精度に制御することが可能となる。また、高速サンプリングされた多数の圧力信号に基づいて噴射率を推定することによって、ＥＣＵ３０は、実際の噴射量を高精度に推測することができ、目標とする噴射量とのずれが生じている場合に、アクチュエータの通電期間を補正することが可能となる。燃圧センサ２２は温度に応じて燃圧検出信号が変化する温度特性を有しているため、ＥＣＵ３０が燃温データを取得することにより、燃圧センサ２２の温度特性を考慮して、より一層精度の高い燃料圧力を算出することができる。さらに、インジェクタ１０の噴射特性を示す個体情報や、燃圧センサ２２の個別の温度特性（検出特性）を示す個体情報などを取得することにより、ＥＣＵ３０は、噴射量をより高精度に制御したり、燃料圧力の検出精度をより一層高めたりすることができる。
【００２９】
このように、通信線１５は、ＥＣＵ３０からアクチュエータ１３への噴射信号の伝送に加え、信号処理回路２５とＥＣＵ３０との間での種々のデータ通信にも利用される。これにより、インジェクタ１０とＥＣＵ３０との間を接続する通信線に関して、省線化を図ることができる。
【００３０】
マイクロコンピュータ２７（以下、マイコン２７）は、演算処理を行うＣＰＵ、ＣＰＵが演算処理を行う上で必要となるデータを一時的に保存するＲＡＭ、及び各種プログラムやデータを保存するＲＯＭなどを備えている。マイコン２７は、ＥＣＵ３０から受信した指示データに応じて、適宜のタイミングで、上述したデータを生成して、通信処理回路２６から送信させる処理を行う。ただし、以下の説明においては、特に、圧力データと定期データとを信号処理回路２５からＥＣＵ３０へ送信させるために、信号処理回路２５のマイコン２７や、ＥＣＵ３０のマイコン３２において実行される処理について詳しく説明する。
【００３１】
その他のデータに関しては、例えば、インジェクタ１０の個体情報や燃圧センサ２２の個体情報は、電源投入により燃料噴射システムが制御を開始する際のイニシャル処理として、ＥＣＵ３０から指示データが送信されて、信号処理回路２５において送信処理が行われるようにすれば良い。また、燃温データに関しては、ＥＣＵ３０からの指示データに応じて、定期データとともに信号処理回路２５からＥＣＵ３０に送信するようにしても良いし、独立して送信するようにしても良い。
【００３２】
燃圧センサ２２から出力された燃圧検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路２９において、所定の周期でサンプリングされ、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された燃料圧力検出信号は、その変換された順序で、バッファメモリ２７ａに保存される。ＥＥＰＲＯＭ２７ｂには、インジェクタ１０の噴射特性を示す個体情報、及び燃圧センサ２２の検出特性を示す個体情報などが予め格納されている。なお、燃温センサ２３の燃温検出信号も、Ａ／Ｄ変換回路２９によってＡ／Ｄ変換され、マイコン２７内のバッファ等に保存される。
【００３３】
タイマ２８は、ＥＣＵ３０から検出時期データが送信されてきたときにリセットされ、再び、最初からカウント動作を開始する。このように、検出時期データの送信毎にタイマ２８をリセットすることにより強制的に同期されるので、タイマ２８によって計測される経過時間に誤差が含まれることを抑制することができる。マイコン２７は、このタイマ２８のカウント動作により計測される経過時間に基づいて、受信した検出時期データが示す、圧力データとして送信する燃料圧力の検出時期の到来を判定する。
【００３４】
なお、図２には示していないが、信号処理回路２５は、電源として機能する電源コンデンサを備えている。この電源コンデンサは、ＥＣＵ３０からアクチュエータ１３へ噴射信号が通電されるときに、その一部のエネルギーによって充電される。あるいは、噴射信号が通電されない期間に、電源コンデンサを充電するための通電を行っても良い。ただし、この場合には、アクチュエータへの通電線をスイッチによって遮断するなどして、電源コンデンサの充電によってアクチュエータ１３が動作しないようにする必要がある。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、図２に示すように、通電回路３１、マイコン３２、通信処理回路３３などを備えている。
【００３６】
マイコン３２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭなどから構成される。このマイコン３２には、上述した燃料圧センサに加え、ディーゼルエンジンのクランク位置や回転数を検出するクランク角センサ、燃料を噴射する対象となる気筒を判別するための気筒判別信号を出力する気筒判別センサ、アクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ、車速センサ、冷却水温センサ等、ディーゼルエンジンの運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力される。マイコン３２は、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い、各種センサの検出信号に基づき、燃料ポンプ４１やインジェクタ１０を制御するための処理を実行する。
【００３７】
例えば、マイコン３２は、エンジン回転速度、アクセル開度、エンジン負荷等のエンジン運転情報から目標燃料噴射圧力を算出する。そして、マイコン３２は、コモンレール４２内の燃料圧力が目標燃料噴射圧力となるように、燃料ポンプ４１の駆動状態を制御するための制御信号を燃料ポンプ４１に出力する。
【００３８】
また、マイコン３２は、エンジン回転数やエンジン負荷などに基づき、各気筒のインジェクタ１０による噴射量、噴射開始時期などの噴射状態制御量に関する目標値を算出する。ここで、本実施形態の燃料噴射制御システムでは、マイコン３２が、吸入、圧縮、爆発、排気からなる１燃焼サイクル中に、インジェクタ１０より燃料を複数回噴射させることが可能に構成されている（多段噴射）。例えば、多段噴射には、燃料の噴射量が最も大きく設定されたメイン噴射と、メイン噴射より前のタイミングで少量の燃料を噴射するパイロット噴射とが含まれる。メイン噴射やパイロット噴射は、それぞれ分割噴射として複数回行われることもある。さらに、メイン噴射の後に、少量の燃料を噴射するアフター噴射が行われる場合もある。パイロット噴射に係るパイロット燃焼により、ＮＯｘ低減を図ることができ、アフター噴射に係るアフター燃焼により、黒煙排出量の低減を図ることができる。
【００３９】
ＥＣＵ３０は、このような多段噴射を実行するため、エンジン回転数やエンジン負荷などに基づき、燃料の噴射状態制御量として、噴射時期、噴射量、多段噴射の回数およびインターバルに関する目標値を算出する。例えば、噴射時期の目標値は、以下のようにして算出することができる。まず、エンジン回転数およびエンジン負荷と、噴射時期の最適値との関係を試験を通じて取得し、その取得した最適値を、エンジン回転数及びエンジン負荷と関連付けてマップ化する。そして、そのマップ（噴射時期マップ）を、ＥＣＵ３０のメモリに記憶させておく。ＥＣＵ３０は、現時点でのエンジン回転数及びエンジン負荷に対応する噴射時期の最適値を噴射時期マップから取得し、目標噴射時期として設定する。同様にして、ＥＣＵ３０は、噴射量、多段噴射の回数およびインターバルの目標値を設定し、それらの目標値に基づいて、噴射信号を生成する。
【００４０】
通電回路３１は、マイコン３２からの指示に従い、アクチュエータ１３に通電する噴射信号を出力する。通信処理回路３３は、通信線１５を介して、インジェクタ１０へ通信信号を送信する送信処理と、インジェクタ１０から送信される通信信号の受信処理とを実施する。
【００４１】
次に、圧力データと定期データとを信号処理回路２５からＥＣＵ３０へ送信させるために、信号処理回路２５のマイコン２７や、ＥＣＵ３０のマイコン３２において実行される処理について、図３〜図６のフローチャートに基づき、詳細に説明する。なお、図３、図４、及び図６のフローチャートに示す処理は、ＥＣＵ３０のマイコン３２により実行され、図５のフローチャートに示す処理は、信号処理回路２５のマイコン２７によって実行される。
【００４２】
最初に、図３のフローチャートに示す処理について説明する。この図３のフローチャートに示す処理は、マイコン３２により、所定の周期で繰り返し実行される。マイコン３２は、まずステップＳ１００において、ディーゼルエンジンの運転状態を検出する各種センサからの検出信号を取り込む。
【００４３】
続くステップＳ１１０では、マイコン３２は、噴射制御の対象気筒の切替タイミングであるか否かを判定する。本実施形態では、燃料噴射制御システムが、４気筒を有するディーゼルエンジンに適用されており、このディーゼルエンジンの４気筒の燃焼サイクルは相互に１８０ＣＡずつ位相がずれている。このため、噴射制御対象気筒は、図７に示すように、クランク角度が１８０ＣＡ進むごとに切り替えられる。ステップＳ１１０では、クランク角度が、予め設定された、噴射制御対象気筒の切替タイミングに相当するクランク角度に達したか否かに基づき、噴射制御の対象気筒の切替タイミングであるか否かを判定する。
【００４４】
ステップＳ１１０において、噴射制御対象気筒の切替タイミングであると判定すると、ステップＳ１２０の処理に進む。一方、噴射制御対象気筒の切替タイミングではないと判定すると、図３のフローチャートに示す処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１００にて取り込んだ各種センサの検出信号から得られるエンジン回転数、エンジン負荷、燃料圧力などに基づき、噴射回数、各噴射の噴射開始時期、各噴射の噴射期間を決定する。各噴射の噴射開始時期は、噴射制御対象気筒の切替タイミングからの時間により設定される。なお、燃料圧力に関しては、噴射期間を決定する時点で、定期データから得られる燃料圧力を用いれば良い。また、各噴射の噴射開始時期に関しては、ステップＳ１２０にて決定した噴射開始時期をそのまま採用しても良いが、２回目以降の噴射の噴射開始時期については、直前の噴射による燃圧変化などに応じて補正しても良い。
【００４６】
続くステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で決定された各噴射の噴射開始時期に応じて、燃圧検出時期を設定する。この燃圧検出時期は、例えば、各噴射の噴射開始時期の直前又は直後に設定される。上述したように、インジェクタ１０に導入される燃圧に応じて、噴射信号の出力期間が同じであっても、噴射量は変動する。このため、ＥＣＵ３０は、信号処理回路２５に対して、噴射開始時期（噴射信号の出力開始時期）の直前又は直後のタイミングで燃圧を検出するように指示する。ＥＣＵ３０は、このタイミングで検出した燃圧を取得することで、実際の噴射量が目標噴射量に対応するように噴射信号の出力期間を制御（補正）することが可能になる。なお、２回目以降の噴射の噴射開始時期を燃圧変化などに応じて補正する場合には、その補正による噴射開始時期の変動幅を見込んで、燃圧検出時期を設定することが好ましい。
【００４７】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０にて設定した、各噴射の燃圧検出時期を含む検出時期データを生成し、通信処理回路３３から送信させる。
【００４８】
次に、図４のフローチャートに示す処理について説明する。この図４のフローチャートに示す処理も、マイコン３２において、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４９】
ステップＳ２００では、マイコン３２が、信号処理回路２５に対して、定期データの送信指示を行う時刻になったか否かを判定する。マイコン３２は、図７に示すように、原則として一定の周期で、定期データの送信を指示するための送信指示データを信号処理回路２５に送信する。この送信指示データが送信される周期が、通信スロットとなり、この通信スロット内で、マイコン３２における送信指示データの生成及び送信処理と、信号処理回路２５における、送信指示データの受信処理、定期データの生成、及び定期データの送信処理が行われる。
【００５０】
続くステップＳ２１０では、マイコン３２は、今回の通信スロットが、信号処理回路２５から圧力データを受信する予定のスロットに該当するか否かを判定する。マイコン３２は、図７に示すように、噴射制御対象気筒の切替のタイミングで、圧力検出時期を設定し、信号処理回路２５に送信している。このため、送信した圧力検出時期がいずれの通信スロット内に属するか、すなわち、いずれの通信スロットが圧力データを受信する予定のスロットであるかを判定することができる。
【００５１】
ステップＳ２１０の判定処理において、圧力データの受信予定スロットであると判定すると、定期データの送信指示データを送信することなく、図４のフローチャートに示す処理を終了する。つまり、今回の通信スロットにおいて、信号処理回路２５から圧力データが送信される予定がある場合、定期データの送信指示データの送信を見合わせることにより、信号処理回路２５における圧力データの送信処理及びマイコン３２における圧力データの受信処理が遅滞なく実行できるようにするのである。一方、ステップＳ２１０の判定処理において、圧力データの受信予定スロットではないと判定すると、ステップＳ２２０に進み、定期データの送信指示データの送信処理を実行する。
【００５２】
次に、図５のフローチャートに示す処理について説明する。この図５のフローチャートに示す処理は、信号処理回路２５のマイコン２７において、所定の周期で繰り返し実行される。
【００５３】
ステップＳ３００では、圧力データを送信する予定スロットに対応する時間範囲内であるか否かを判定する。信号処理回路２５は、ＥＣＵ３０から定期データの送信指示データを受信するので、通信スロットの周期を把握することができる。また、タイマ２８は、後述するように検出時期データの受信時にリセットされ、その時点からの経過時間をカウントする。従って、マイコン２７は、通信スロットの周期、タイマがカウントする経過時間、及び受信した燃圧検出時期から、圧力データを送信する予定スロットに対応する時間範囲内であるか否かを判定することができる。ステップＳ３００において、圧力データを送信する予定スロットに対応する時間範囲内であると判定した場合には、ステップＳ３１０に進む。一方、圧力データを送信する予定スロットに対応する時間範囲外であると判定した場合には、ステップＳ３４０の処理に進む。
【００５４】
ステップＳ３１０では、タイマ２８がカウントする経過時間が、受信した燃圧検出時期に一致したか否かにより、燃圧検出時期の到来を判定する。燃圧検出時期が到来したと判定するとステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０では、図８に示すように、燃圧検出時期にサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換された燃料圧力をバッファメモリ２７ａから選択する。そして、ステップＳ３３０において、選択した燃料圧力を示す圧力データを送信する。なお、図８は、図７における範囲Ａを拡大して示したものである。
【００５５】
このように、ＥＣＵ３０は予め燃圧検出時期を信号処理回路２５に送信しているため、信号処理回路２５では、燃圧検出時期が到来したときに、即座に、そのタイミングで検出された燃料圧力を示す圧力データの送信を行うことができる。この送信処理では、図８に示すように、バッファメモリ２７ａから、該当する燃料圧力を選択して、その燃料圧力を示す圧力データを送信するだけであるため、それに要する時間Ｃの短縮化を図ることができる。
【００５６】
ステップＳ３４０では、ＥＣＵ３０からの通信信号を受信したか否かを判定する。通信信号を受信していないと判定した場合、図５のフローチャートに示す処理を終了する。一方、通信信号を受信したと判定した場合には、ステップＳ３５０の処理に進む。ステップＳ３５０では、通信信号に含まれるデータをデコードすることにより、通信信号を解析する。そして、ステップＳ３６０において、受信した通信信号が、燃圧検出時期を含む検出時期データであるか、定期データの送信指示データであるかを判定する。
【００５７】
ステップＳ３６０の判定処理において、通信信号の種類は検出時期データと判定した場合、ステップＳ３７０に進んで、タイマ２８をリセットし、その時点からタイマ２８の経過時間のカウントを開始させる。続くステップＳ３８０では、検出時期データに含まれる燃圧検出時期を、マイコン２７のメモリに保存しておく。
【００５８】
一方、ステップＳ３６０の判定処理において、通信信号の種類は定期データの送信指示データと判定した場合には、ステップＳ３９０に進んで、大量圧力データの送信処理を実行する。この大量圧力データの送信処理では、図８に示すように、大凡、通信スロットに対応する、バッファメモリ２７ａに記憶されている複数個の燃料圧力からなる大量圧力データ（噴射率波形データ）を含む定期データを作成し、マイコン３２に送信する。ただし、圧力データの送信のため、定期データの送信が行われない通信スロットが合った場合には、未送信である過去分の圧力データも含めて送信される。
【００５９】
次に、図６のフローチャートに示す処理について説明する。この図６のフローチャートに示す処理も、マイコン３２において、所定の周期で繰り返し実行される。
【００６０】
最初のステップＳ４００では、インジェクタ１０の信号処理回路２５から通信信号を受信したか否かを判定する。通信信号を受信したと判定した場合、ステップＳ４１０の処理に進む。一方、通信信号を受信していないと判定した場合、図６のフローチャートに示す処理を終了する。
【００６１】
ステップＳ４１０では、通信信号に含まれるデータをデコードすることにより、通信信号を解析する。そして、ステップＳ４２０において、受信した通信信号が、少量転送か、大量一括転送かを判定する。少量転送と判定した場合、ステップＳ４３０に進み、少量転送に含まれる圧力データが示す燃料圧力に基づいて、現在、出力中の噴射信号の出力期間の長さを補正する。そして、ステップＳ４４０において、出力中の噴射信号を、補正された出力期間で停止させる。
【００６２】
図９に示すように、ＥＣＵ３０において、受信処理としての通信信号の解析などを行っても、少量転送の場合、通信信号は１個の燃料圧力しか含んでいないため、その受信処理も非常に短い時間Ｄで実施することができる。なお、図９は、図８における範囲Ｂを拡大して示したものである。従って、燃料圧力が検出された時刻ｔ１から時間Ｃ＋Ｄが経過したときには、ＥＣＵ３０において、噴射開始時期の直前又は直後の燃料圧力を利用可能となる。このように、ＥＣＵ３０は、遅滞なく噴射開始時期の直前又は直後の燃料圧力を取得することができるので、噴射信号の出力期間の終了時刻ｔ２を補正する処理を実行することができる。なお、ＥＣＵ３０は、図３のフローチャートのステップＳ１２０において噴射開始時期のみ決定して噴射を開始し、噴射開始時期の直前又は直後の燃料圧力を取得したときに、噴射終了時期を決定するようにしても良い。
【００６３】
一方、ステップＳ４２０において大量一括転送と判定した場合に実行されるステップＳ４５０では、大量一括転送に含まれる多数の燃料圧力から、実際にインジェクタ１０から噴射された噴射率及び噴射量を推定する。そして、ステップＳ４６０において、推定した実噴射量と目標噴射量とに差異がある場合には、その差異を小さくするようにアクチュエータの通電期間を算出するための補正データを算出する。このように算出された補正データは、次回以降の噴射信号の通電期間に反映される。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。
【００６５】
例えば、上述した実施形態では、信号処理回路２５から圧力データの送信が行われる予定の通信スロットであることを判定した場合、ＥＣＵ３０は、定期データの送信指示データの送信を見合わせるように構成されていた。この場合、ＥＣＵ３０は、定期データの送信指示データの送信を、通信スロットに対応する時間だけ待機する必要がある。しかしながら、ＥＣＵ３０は、そのような時間を待機することなく、信号処理回路２５から圧力データを受信したときに、定期データの送信指示データを送信するようにしても良い。ただし、この場合、送信指示データを送信しようとしている時点から通信スロットに対応する時間内に、圧力データの送信予定があるか否かを判定し、圧力データの送信予定が無いことを条件として、送信指示データを送信する必要がある。
【符号の説明】
【００６６】
１０      ：インジェクタ
１３      ：アクチュエータ
１５      ：通信線
２０      ：センサ装置
２２      ：燃圧センサ
２５      ：信号処理回路
３０      ：ＥＣＵ
４０      ：燃料タンク
４１      ：燃料ポンプ
４２      ：コモンレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018204528.tif 000008
【図７】
2018204528.tif 000009
【図８】
2018204528.tif 000010
【図９】
2018204528.tif 000011
【図１０】
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