(57)【要約】      （修正有）【課題】インジェクタを精度良く開弁制御できるようにした燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】充電制御回路１７は、燃料噴射時に入力される充電オンパルスＰ及び充電電荷指令値Ｑdcに基づいて充電コンデンサ７に蓄積された電荷をピエゾ素子４に放出することでピエゾ素子４を充電制御する。この充電制御回路１７は、ピエゾ素子４に電荷を充電した過去の結果に基づいて後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する補正演算器２６を備える。この補正演算器２６は、充電制御回路１７が充電オンパルスＰに対応してピエゾ素子４に電荷を充電制御するときに当該ピエゾ素子４に流れる電流のピーク電流値の総和、そのときの充電電荷指令値を過去の結果として用いて後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正演算する。【選択図】図１
2019132186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性アクチュエータ（４）を使用したインジェクタ（３）により燃料を噴射制御する燃料噴射制御装置であって、
入力される充電電荷指令値に基づいて燃料噴射時に充電オンパルスを生成し、電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記容量性アクチュエータに放出することで当該容量性アクチュエータに充電制御する充電制御部（１７）を備え、
前記充電制御部は、
前記容量性アクチュエータに電荷を充電した過去の結果に基づいて後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する補正演算器（２６）、を備え、
前記補正演算器は、前記充電制御部が前記充電オンパルスに対応して前記容量性アクチュエータに電荷を充電制御するときに当該容量性アクチュエータに流れる電流のピーク電流値を前記過去の結果として用いて前記後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記充電制御部（１７）が、前記充電オンパルスを複数回生成して前記容量性アクチュエータに電荷を充電制御するときに、前記補正演算器（２６）は前記容量性アクチュエータに流れるそれぞれのピーク電流値の総和を前記過去の結果として用いて前記後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記充電制御部（１７）が、前記充電オンパルスを複数回生成して前記容量性アクチュエータに電荷を充電制御するときに、前記補正演算器（２６）は前記容量性アクチュエータに流れる少なくとも２つ以上のピーク電流値を用いて所定の演算式に基づいて演算した結果を前記過去の結果として用いて前記後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する請求項１記載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、燃料を噴射制御する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ピエゾ素子などの容量性アクチュエータを使用したインジェクタが供されている。出願人は、このインジェクタにより燃料を噴射制御する燃料噴射制御装置の開発を進めている。この種の燃料噴射制御装置は、燃料噴射時に入力される充電パルス及び充電電荷指令値に基づいて容量性アクチュエータに電荷を充電制御することでインジェクタを開弁・閉弁制御しており、電源回路から電荷蓄積部に電荷を一旦蓄積し、この蓄積された電力を容量性アクチュエータに充電することでインジェクタから燃料を噴射制御している。例えば、特許文献１にはピエゾ素子を用いたインジェクタにより燃料噴射制御する燃料噴射制御装置が記載されている。
【０００３】
特許文献１記載の技術は、ピエゾ素子の変位に際し、振動を適切に抑制するため、ピエゾ素子の充電制御及び放電制御について、ピエゾ素子に流れる電流量を増減させるときの切り替えを、電流量がゼロとなることを基準として行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、インジェクタの開弁制御処理を精度良く実施するため、電荷蓄積部から容量性アクチュエータに充電させる電荷を一定に制御することを考えている。一般に、電荷蓄積部の放出エネルギから、この充電時に使用される回路のエネルギ損失を減算することで、容量性アクチュエータの充電エネルギＥを算出できる。すなわち、電荷蓄積部が蓄積した直流電圧をＶｄｃ、電荷蓄積部の放出電荷をＱｄｃ、回路のエネルギ損失をＰＬとすれば、ピエゾ素子の充電エネルギＥは、Ｅ＝Ｖｄｃ×Ｑｄｃ−ＰＬにより算出できる。
【０００６】
発明者は、これらの直流電圧Ｖｄｃ及び回路損失ＰＬを一定と仮定し、放出電荷Ｑｄｃを一定に制御することを考慮したものの、インジェクタの個々のばらつき、及び、回路定数のばらつき、による各種ばらつきを考慮すれば、回路損失ＰＬのばらつきを無視できないことを突き止めている。
【０００７】
発明者は、この回路損失ＰＬのばらつきの要因を探索した結果、回路損失ＰＬが、回路放出エネルギに概ね比例して変化すると共に容量性アクチュエータの容量値Ｃinjに概ね比例して変化することを突き止めている。したがって、容量性アクチュエータの容量値の変動もまた、回路損失ＰＬの変動に大きく影響することになる。しかし、回路損失ＰＬ及び容量性アクチュエータの容量値の変動を直接検出することは困難であるため、発明者は代替手段を用いることを考慮している。
本発明の目的は、インジェクタを精度良く開弁制御できるようにした燃料噴射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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、容量性アクチュエータを使用したインジェクタにより燃料を噴射制御する燃料噴射制御装置を対象としている。充電制御部は、入力される充電電荷指令値に基づいて燃料噴射時に充電オンパルスを生成し、電荷蓄積部に蓄積された電荷を容量性アクチュエータに放出することで当該容量性アクチュエータに充電制御する。この充電制御部は、容量性アクチュエータに電荷を充電した過去の結果に基づいて後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する補正演算器を備える。この補正演算器は、充電制御部が充電オンパルスに対応して容量性アクチュエータに電荷を充電制御するときに当該容量性アクチュエータに流れる電流のピーク電流値を過去の結果として用いて後噴射時に入力される充電電荷指令値を補正する。この結果、回路損失及び容量性アクチュエータの容量値の変動を直接検出することなく、インジェクタを精度良く開弁制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における噴射制御システムの電気的構成を示すブロック図
【図２】全体の流れを概略的に説明するタイミングチャート
【図３】インジェクタピーク電流の総和及び回路損失の相関関係図
【図４】補正演算処理の説明図
【図５】処理の流れを示すフローチャート
【図６】N番目及びN+１番目の充電電荷指令値、及び、インジェクタピーク電流の総和からN+2番目のピーク電流の総和を推定するための説明図
【図７】充電オンパルスに対応したピーク電流の総和の算出方法を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、燃料噴射制御装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、内燃機関の噴射制御システム１を概略的に示している。
【００１１】
この噴射制御システム１の燃料噴射制御装置２は、例えば自動車などの車両に搭載されたディーゼルエンジンなどの内燃機関に燃料を噴射供給するＮ個のピエゾインジェクタ３を駆動する。ピエゾインジェクタ３には、高圧燃料が蓄積されたコモンレール（図示せず）が接続されている。燃料噴射制御装置２は、ピエゾインジェクタ３の噴射ノズルを開弁制御することにより、コモンレールからピエゾインジェクタ３の噴射ノズルを通じて内燃機関（図示せず）に燃料を噴射供給する。ピエゾインジェクタ３は、容量性アクチュエータとしてのピエゾ素子４を具備し、ピエゾ素子４の駆動／非駆動は電荷の充放電により行われる。
【００１２】
この図１に示す燃料噴射制御装置２は、ピエゾインジェクタ３のピエゾ素子４に電荷を充放電させるように回路構成され、燃料の噴射タイミングを制御する。説明の簡略化のため、１気筒分のピエゾインジェクタ３を示して説明するが、２気筒、４気筒、６気筒などの複数気筒のピエゾインジェクタを制御する場合においても、本開示の内容は同様に適用できる。
【００１３】
燃料噴射制御装置２は、マイコン５、ピエゾインジェクタ制御回路（以下、制御回路と略す）６、電荷蓄積部としての充電コンデンサ７、充電スイッチ（スイッチング素子とも称す）８、放電スイッチ（スイッチング素子とも称す）９、充放電コイル１０、気筒選択スイッチ（スイッチング素子とも称す）１１、電圧バッファ１２〜１４、及び、電流検出抵抗１５、を図示形態に接続して構成されている。
【００１４】
マイコン５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなど（何れも図示せず）を備えており、図示しない各種のセンサ信号を入力して噴射指令信号を生成し制御回路６に出力する。また、このマイコン５は、制御回路６との間でシリアル通信可能に接続されており、噴射時には各種センサ信号に基づいて算出される充電電荷指令値Ｑdcを制御回路６に出力する。
【００１５】
制御回路６は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）による集積回路装置であり、例えばロジック回路、ＣＰＵなどによる制御主体と、記憶部６ａ、を備え、ハードウェア及びソフトウェアに基づいて各種制御を実行するように構成され、マイコン５から各種指令信号を受けて制御を実行する。記憶部６ａは、複数の噴射情報レジスタ６ａａ（後述の図４参照）などのレジスタ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの各種メモリにより構成される。制御回路６は、機能的に記述すれば、図１に示すように、電源回路１６、充電制御回路（充電制御部相当）１７、放電制御回路１８、気筒選択制御回路１９、に分けて構成されている。
【００１６】
ピエゾインジェクタ３のピエゾ素子４は、燃料噴射制御装置２の上流端子２ａと下流端子２ｂとの間に接続されている。下流端子２ｂとグランドノードＧとの間には、気筒選択スイッチ１１及び電流検出抵抗１５が直列接続されている。この気筒選択スイッチ１１は、例えばボディダイオード１１ａ付きのＮチャネル型のＭＯＳトランジスタにより構成されている。制御回路６の気筒選択制御回路１９は、電圧バッファ１４を介して気筒選択制御信号Ｃ１を気筒選択スイッチ１１に印加することで気筒選択スイッチ１１をオン・オフ制御する。
【００１７】
また、制御回路６の電源回路１６は、図示しないバッテリ電圧（例えば数十Ｖ）を所定範囲（例えば２００Ｖ程度）に昇圧し、充電コンデンサ７に当該昇圧電圧を充電させる。充電コンデンサ７は、例えばアルミ電解コンデンサを用いて構成される。充電コンデンサ７の後段には充電スイッチ８が接続されている。充電スイッチ８は、例えばボディダイオード８ａ付きのＮチャネル型のＭＯＳトランジスタにより構成される。充電スイッチ８と上流端子２ａとの間には充放電コイル１０が接続されている。充電スイッチ８は、そのボディダイオード８ａが充放電コイル１０との共通接続点から充電コンデンサ７の充電ノードＮ１の側に順方向となるように構成されている。制御回路６の充電制御回路１７は、電圧バッファ１２を介して充電スイッチ制御信号Ｃ２を充電スイッチ８に印加することで充電スイッチ８をオン・オフ制御する。
【００１８】
また、充電スイッチ８及び充放電コイル１０の間に共通接続されたノードＮ２とグランドノードＧとの間には放電スイッチ９が接続されている。この放電スイッチ９は、例えばボディダイオード９ａ付きのＮチャネル型のＭＯＳトランジスタにより構成される。
【００１９】
放電スイッチ９は、そのボディダイオード９ａがグランドノードＧからノードＮ２の側に向けて順方向になるように構成されている。制御回路６の放電制御回路１８は、電流検出抵抗１５に流れる電流を検出し、この検出電流に基づいて、電圧バッファ１３を介して放電スイッチ制御信号Ｃ３を放電スイッチ９に印加することで放電スイッチ９をオン・オフ制御する。
【００２０】
図１に示すように、充電制御回路１７は、充電オン制御回路２０、論理ゲート２１、電荷計測回路２３、閾値設定回路２４、比較部２５、補正演算器２６、ピーク演算部２７、及び、更新部２８としての機能ブロックを備える。この充電制御回路１７は、前述した記憶部６ａに記憶される各種情報を用いてピエゾ素子４に充電制御する。
【００２１】
充電オン制御回路２０は、マイコン５から噴射指令信号をアクティブレベル「Ｈ」として入力すると、燃料噴射時に充電オンパルスＰを所定回数（例えば１４回）生成し、これらを順次、論理ゲート２１に出力する。論理ゲート２１は、例えばＡＮＤゲートにより構成され、充電オン制御回路２０の出力と比較部２５の出力との論理演算を行う。そして、論理ゲート２１は、この論理演算結果を充電スイッチ制御信号Ｃ２として電圧バッファ１２を介して充電スイッチ８の制御端子、すなわちＭＯＳトランジスタのゲートに出力する。
【００２２】
電荷計測回路２３は、電流検出抵抗１５に流れる電流を検出し、充電オン制御回路２０の充電オンパルスＰに伴う電荷計測許可信号ＥＮを入力すると、この入力タイミングから検出電流を時間積分する。すると電荷計測回路２３は、ピエゾ素子４に蓄積される電荷量を計測電荷Ｑinj＿a（「a」は充電オンパルスＰの回数）として測定できる。そして電荷計測回路２３は、この計測電荷Ｑinj＿aに対応した電圧を比較部２５に出力する。
【００２３】
閾値設定回路２４は、充電電荷閾値Ｑthに対応する閾値電圧を設定し比較部２５に出力する。この充電電荷閾値Ｑthは、ピエゾ素子４の充電電流を積分した計測電荷Ｑinj＿aに対応して設けられた閾値である。比較部２５は、例えばコンパレータにより構成され、電荷計測回路２３により測定された計測電荷Ｑinj＿aに対応した電圧と、閾値設定回路２４の充電電荷閾値Ｑthに対応した閾値電圧とを比較し、この比較結果を論理ゲート２１に出力する。論理ゲート２１は、計測電荷Ｑinj＿aが充電電荷閾値Ｑthに達していなければ、充電オンパルスＰによる充電スイッチ制御信号Ｃ２を充電スイッチ８に出力することで充電スイッチ８をオン制御し続ける。論理ゲート２１は、計測電荷Ｑinj＿aが充電電荷閾値Ｑthに達すれば、充電スイッチ制御信号Ｃ２としてオフ制御信号を充電スイッチ８に出力することで充電スイッチ８をオフ制御する。このようにして、フィードバック系が構成されている。
【００２４】
またピーク演算部２７は、論理ゲート２１が出力する充電スイッチ制御信号Ｃ２を充電オフ信号として入力すると、そのタイミングで電流検出抵抗１５に流れる電流をピーク電流値Ｉpeakとして取得するものである。更新部２８は、充電オンパルスＰの充電オフ信号を入力すると、記憶部６ａの噴射情報レジスタ６ａａの記憶内容を更新するように構成される。
【００２５】
＜基本動作説明＞
ここでは、ピエゾインジェクタ３を開弁・閉弁制御し燃料を噴射するときの動作説明を行う。通常通り、バッテリ電圧に基づく電源が燃料噴射制御装置２に投入されると、マイコン５及び制御回路６は協働して燃料を噴射制御処理する。燃料噴射制御装置２が、ピエゾインジェクタ３から燃料を噴射させるときには、マイコン５が図２のタイミングｔ１においてピエゾインジェクタ３に対応した噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を制御回路６に出力する。制御回路６は、この噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を受け付けると、気筒選択制御回路１９により気筒選択スイッチ１１をオン制御する。そして、その後、充電オン制御回路２０が、充電オンパルスＰを複数回生成し出力することで、充電スイッチ８をオン・オフするチョッパ制御を開始する。図２の期間Ｔ１参照。
【００２６】
制御回路６が、チョッパ制御することにより、ピエゾ素子４には、ピエゾ駆動電流がパルス状に繰り返し印加されるようになる。これにより、ピエゾ素子４の端子間電圧は徐々に上昇する。ピエゾ素子４の端子間電圧が徐々に上昇することに伴い、ピエゾインジェクタ３のノズルは徐々に開放しノズルが最大位置まで開放される。所定の充電停止条件が成立すると、制御回路６は、チョッパ制御を停止し充電スイッチ８をオフ状態に保持する。そして制御回路６は、噴射指令信号をノンアクティブレベル「Ｌ」として受け付けるまで、気筒選択スイッチ１１をオン制御したまま、充電スイッチ８をオフした状態を保持する。これにより、燃料が内燃機関に噴射される。
【００２７】
この後、マイコン５が、図２のタイミングｔ２において噴射指令信号をノンアクティブレベル「Ｌ」として制御回路６に出力すると、制御回路６は、この噴射指令信号のノンアクティブレベルを受け付ける。すると制御回路６は、放電制御回路１８により放電スイッチ９のオン・オフによるチョッパ制御を開始する。制御回路６が、チョッパ制御を行うことによりピエゾ素子４に蓄積された電荷を放電するようになる。このとき制御回路６の放電制御回路１８は、図２の期間Ｔ２において放電スイッチ９の制御端子に繰り返しパルス状にオン・オフ制御信号を印加する。このため、ピエゾ素子４に蓄積された電荷はパルス状に放電されるようになり、ピエゾインジェクタ３のノズルは徐々に閉塞する。
【００２８】
そして、所定の放電停止条件が成立すると、制御回路６は放電スイッチ９をオフ制御することでチョッパ制御を停止する。また、あわせて気筒選択スイッチ１１を停止する。これにより燃料の噴射処理を停止できる。図２に示すように、一回の噴射処理Ｆ１はこのような流れで行われるが、その後、制御回路６がピエゾインジェクタ３の噴射指令信号を受け付けるたびに、噴射処理Ｆ２〜Ｆ５に示すように処理を繰り返すことになる。
【００２９】
＜ピーク電流値Ｉpeakによる補正処理の意義＞
本実施形態は、このような充電制御時において、補正演算器２６が、電荷を充電した過去の充電結果、特に過去の充電オンパルスＰに対応してそれぞれピエゾ素子４に流れたピーク電流の総和ΣＩpeakを用いて、マイコン５から入力される充電電荷指令値Ｑdc＿xを補正し、補正後の充電電荷指令値（以下「充電電荷補正指令値Ｑdc＿x＿adjust」と称す）を算出するところに特徴を備える。上述のｘは、噴射指令信号の順番を示す番号である。このｘは、以降の説明にて頻出するN,N+1,N+2のうち、N+2を便宜的に現在の噴射指令信号の番号としている。また、N,N+1を、それぞれ現在から過去２回前、１回前の噴射指令信号の番号としている。以下、まず、このピーク電流の総和ΣＩpeakによる補正処理の意義について説明する。
【００３０】
燃料噴射制御装置２は、ピエゾインジェクタ３の開弁制御処理を精度良く実施するため、充電コンデンサ７から放出する電荷を一定に制御することが望ましい。ピエゾ素子４の充電エネルギＥは、充電コンデンサ７の放出エネルギから、この放出時に使用される回路の損失を減算することで算出できる。すなわち、充電コンデンサ７が蓄積する直流電圧をＶｄｃ、この充電コンデンサ７が放出する電荷をＱdc、回路損失をＰＬとすれば、ピエゾ素子４の充電エネルギＥは、以下の（２）式により算出できる。
Ｅ＝Ｖdc×Ｑdc−ＰＬ  …（２）
【００３１】
従来より、これらの直流電圧Ｖｄｃ及び回路損失ＰＬを一定と仮定して放出電荷Ｑｄｃを一定に制御していたが、インジェクタの個々のばらつき、及び、回路定数のばらつき、による各種ばらつきを考慮すれば、回路損失ＰＬのばらつきを無視できない。
【００３２】
燃料噴射制御装置２の回路損失ＰＬの内訳は、マイコン５及び制御回路６の内部電力損失を除くと、スイッチング素子（充電スイッチ８，放電スイッチ９，気筒選択スイッチ１１）の通電損失及びスイッチング損失、ボディダイオード８ａ、９ａ、１１ａのフライホイール通電損失、その他の電圧バッファ１２〜１４等の回路電力損失に分けることができる。これらの各種の回路損失ＰＬの中でも、スイッチング素子（充電スイッチ８，放電スイッチ９，気筒選択スイッチ１１）のスイッチング損失の占める割合が大部分を占めることが判明している。このため、このスイッチング損失ばらつきを低減することが、回路損失ＰＬのばらつきを大幅に低下できることに繋がる。
【００３３】
燃料噴射制御装置２が、ピエゾインジェクタ３を噴射制御している最中に、このスイッチング損失を直接検出することは不可能である。このため、何らかの代替手段を用いてスイッチング損失を求めることが望ましい。発明者は、このスイッチング損失を求めるため各種実験を繰り返した。このスイッチング損失は、充電コンデンサ７からの放出エネルギとピエゾ素子４の容量値Ｃinjに依存していることが突き止められている。またさらに、回路損失ＰＬは、前述したパルス状に複数回印加されるピエゾ駆動電流のピーク電流の総和ΣＩpeakとの間に正の相関関係を備えることが判明している。
【００３４】
すなわち発明者らによれば、燃料噴射制御装置２がピエゾ素子４の充電量を増加したときには、充電コンデンサ７の放出電荷Ｑｄｃが相対的に増加する。この結果、発明者らは、ピエゾ素子４に流れるピーク電流値Ｉpeakが全体的に増加することから回路損失ＰＬが増加する、という結果を観察した。このため、ピーク電流値Ｉpeakと回路損失ＰＬとの間に相関関係があると推定できる。他方、ピエゾ素子４の容量値Ｃinjが増加すると、ピーク電流値Ｉpeakが全体的に増加するため回路損失ＰＬが増加する、という結果も観察されている。この傾向からも、ピーク電流値Ｉpeakと回路損失ＰＬとの間に相関関係があると推定できる。
【００３５】
図３は、ピエゾ素子４に流れるピーク電流の総和ΣＩpeakと回路損失ＰＬとの相関関係を示している。この図３に示すように、ピエゾ駆動電流のピーク電流の総和ΣＩpeakと回路損失ＰＬとの間には、正の相関関係があることが判明している。この図３には、「細実線」「太実線」「一点鎖線」の特性が示されている。「細実線」は、ピエゾ素子４の容量値Ｃinjを標準値よりも比較的低い一定値（＝数μＦ）としたときの特性を示す。「太実線」は、ピエゾ素子４の容量値Ｃinjを標準値（＝数μＦ）としたときの特性を示す。「一点鎖線」は、ピエゾ素子４の容量値Ｃinjを標準値よりも比較的高い一定値（＝数μＦ）としたときの特性を示す。また「点線」は、これらの特性に沿った一次近似直線を示している。この図３に示されるように、回路損失ＰＬとピーク電流の総和ΣＩpeakとの間には正の相関関係があることがわかる。このような関係性を考慮すれば、下記の（１）式の近似式を満たすα、βを、ピエゾインジェクタ３及びその燃料噴射制御装置２ごとに定めることで、燃料噴射制御装置２の回路損失ＰＬesを下記の（１）式から推定できることになる。
ＰＬes  ＝  α×ΣＩpeak＋β  …（１）
【００３６】
すなわち、ピエゾ素子４の容量値Ｃinjに依存することなく、実際の駆動時に得られるピーク電流値Ｉpeakから回路損失ＰＬesを推定できる。また、この（１）式の回路損失ＰＬesの推定値に基づいてピエゾ素子４の駆動電流をフィードバック制御できる。
【００３７】
ここでは、ピーク電流の総和ΣＩpeakと回路損失ＰＬとの間の正の相関関係を示した。「ピーク電流の総和ΣＩpeak」とは、多数のピーク電流をイメージしやすいものの、これは翻って考察すれば、１つ以上のピーク電流値Ｉpeakと回路損失ＰＬesとの間にも正の相関関係を奏するものであると言える。
【００３８】
＜補正演算器２６の補正処理の概要＞
図４は、図１に示した補正演算器２６の補正処理の内容を概略的に示している。図４に示すように、記憶部６ａは噴射情報レジスタ６ａａを備える。ここで、噴射情報レジスタ６ａａは、過去の噴射情報のピーク電流の総和ΣＩpeak＿N、ΣＩpeak＿N+1と共に、充電電荷指令値Ｑdc＿N、Ｑdc＿N+1、及び、後噴射のための補正前の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2、並びに、補正値演算用のΣＩpeak＿N+2を記憶可能に領域確保されている。ピーク電流の総和ΣＩpeak＿Nは、噴射指令の順番がＮ番目の充電制御時に所定回数生成された各充電オンパルスＰがオン（ＯＮ）している期間のピーク電流値Ｉpeakを積算した総和を示している。
またピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+1は、噴射指令の順番がＮ＋１番目の充電制御時において、所定回数の各充電オンパルスＰがオン（ＯＮ）している期間におけるピーク電流値Ｉpeakを積算した総和を示している。充電電荷指令値Ｑdc＿Nは、噴射指令の順番がＮ番目の噴射指令信号に対応して制御に使用された充電電荷指令値を示す。また、充電電荷指令値Ｑdc＿N+1は、噴射指令の順番がＮ＋１番目の噴射指令信号に対応して制御に使用された充電電荷指令値Ｑdcを示す。なお、これらの噴射情報レジスタ６ａａは、最小限の記憶容量によるものである。噴射情報レジスタ６ａａの記憶容量は、これを超える情報量を記憶可能に確保されていても良い。
【００３９】
＜作用、動作説明＞
以下、前述構成の作用、動作について、図５から図７を参照しながら説明する。図５は、更新処理のフローチャートを示し、図６は、過去の噴射情報及び充電電荷指令値Ｑdc＿N+2からピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+2を推定する方法を示している。また図７は、噴射時におけるタイミングチャートを示している。
【００４０】
ここでは、噴射情報レジスタ６ａａが、ピーク電流の総和ΣＩpeak＿N、ΣＩpeak＿N+1、を記憶していると共に、順番がＮ回目とＮ＋１回目の噴射指令信号に対応してマイコン５から与えられた充電電荷指令値Ｑdc＿N、Ｑdc＿N+1を記憶していることを前提として説明する。図５のＳ０参照。
【００４１】
マイコン５は、Ｎ+２番目の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2を充電制御回路１７に出力すると記憶部６ａの噴射情報レジスタ６ａａに充電電荷指令値Ｑdc＿N+2を記憶させる。補正演算器２６は、マイコン５からＮ＋２回目の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2が噴射情報レジスタ６ａａに入力されると（図５のＳ１でＹＥＳ）、充電電荷指令値Ｑdc＿N+2を用いて補正演算し、充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを算出する（図５のＳ２）。この図５のＳ２において、特に補正演算器２６は、ピーク電流の総和ΣＩpeakN+1、ΣＩpeakN及び充電電荷指令値Ｑdc＿N、Ｑdc＿N+1を噴射情報レジスタ６ａａから読出し、充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを補正演算して閾値設定回路２４に出力する。このとき、補正演算器２６は、次の（２）式を用いて、充電電荷指令値Ｑdc＿N+2から充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを補正演算する。
Ｑdc＿N+2＿adjust  ＝  Ｑdc＿N+2  ×  Ａ（N+1,N）＋Ｂ（N+1,N）  …（２）
【００４２】
この（２）式において、Ａ（N+1,N）、Ｂ（N+1,N）は、過去の噴射情報であるΣＩpeak＿N+1、ΣＩpeak＿N、Ｑdc＿N+1、Ｑdc＿N、により線形近似するためのパラメータである。これらのＡ（N+1,N）、Ｂ（N+1,N）は、回路損失ＰＬのばらつき補正係数のゲイン項、オフセット項をそれぞれ示している。これらのＡ（N+1,N）、Ｂ（N+1,N）は、例えば、以下の関係式を展開することで算出できる。ピエゾインジェクタ３の噴射指令の順番がN+2番目の充電エネルギ狙い値En＿N+2は、充電コンデンサ７から放出されるエネルギ（＝Ｖdc×Ｑdc＿N+2）から回路損失ＰＬを減算した値に相当し、ばらつき補正前の回路損失ＰＬを以下の（３）式により展開し、さらに、ばらつき補正後（ＰＬ→ＰＬes＿N+2に置換え）の回路損失ＰＬを以下の（４）式に示すように展開できる。
Ｖdc  ×  Ｑdc＿N+2  −  ＰＬ ＝  En＿N+2  …（３）
Ｖdc  ×  Ｑdc＿N+2＿adjust  −  ＰＬes＿N+2  ＝  En＿N+2  …（４）
（３）、（４）式のＶdc及びＰＬは一定値とする。
この（４）式を（１）式を用いてα、βにより展開すると（５）式のようになる。
Ｖdc  ×  Ｑdc＿N+2＿adjust  −  （α×ΣＩpeak＿N+2＋β）  ＝  En＿N+2  …（５）
【００４３】
過去のピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+1、ΣＩpeakN及び充電電荷指令値Ｑdc＿N、Ｑdc＿N+1をもとに噴射指令の順番がＮ+２回目の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2により制御したときのピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+2を推定するための相関関係は、図６のように線形近似により表記できる。この相関関係に基づくと、下記の（６）式の関係性が成立する。
ΣＩpeak＿N+2
＝（ΣＩpeak＿N+1−ΣＩpeak＿N）／（Ｑdc＿N+1−Ｑdc＿N）×Ｑdc＿N+2
＋（ΣＩpeak＿N×Ｑdc＿N+1−ΣＩpeak＿N+1×Ｑdc＿N）／（Ｑdc＿N+1−Ｑdc＿N）…（６）
【００４４】
この（６）式の右辺第１項において、充電電荷指令値Ｑdc＿N+2の勾配をＹ（N+1,N）、右辺第２項の切片をδ（N+1,N）とすると、（６）式は（７）式のように表すことができる。
ΣＩpeak＿N+2  ＝  Ｙ（N+1,N）×Ｑdc＿N+2  ＋  δ（N+1,N）  …（７）
【００４５】
このため、この（７）式を（５）式のΣＩpeak＿N+2に代入すると、下記の（８）式のように表すことができる。
Ｖdc  ×  Ｑdc＿N+2＿adjust
−  α×｛Ｙ（N+1,N）×Ｑdc＿N+2  ＋  δ（N+1,N）｝＋β  ＝  En＿N+2  …（８）
この（８）式からＱdc＿N+2＿adjustを求めると（９）式のように展開できる。
Ｑdc＿N+2＿adjust
＝  ［En＿N+2  ＋｛α×δ（N+1,N）＋β｝］／｛Ｖdc−α×Ｙ（N+1,N）｝…（９）
この（９）式を用いて充電電荷指令値Ｑdc＿N+2から充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを求めると（１０）式のように展開できる。
Ｑdc＿N+2＿adjust
＝  Ｑdc＿N+2×Ｖdc／｛Ｖdc−α×Ｙ（N+1，N）｝
＋［｛α×δ（N+1,N）＋β｝−ＰＬ）／｛Ｖdc−α×Ｙ（N+1,N）｝］…（１０）
【００４６】
この（１０）式の右辺第１項のＱdc＿N+2の勾配をＡ（N+1,N）とし、（１０）式の右辺第２項の切片をＢ（N+1,N）として求めることで（３）式を得ることができる。すなわち、充電電荷指令値Ｑdc＿N+2に対し、充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを求めることができ、これにより回路損失ＰＬes＿N+2のばらつきを補正できることになる。
ここでは、一次近似式を用いて示したが、多項式近似、又は、対数近似などの多種多様な近似式を用いて表すこともできる。このとき、燃料噴射制御装置２の開発設計段階にて予め得られているＱdc−ΣＩpeakの相関関係を示す計測データから、必要な推定精度を満たす近似式（例えば、相関係数＞０．９を満たす近似式）を選定すると良い。
【００４７】
補正演算器２６は、図５のＳ２において充電電荷指令値Ｑdc＿N+2から充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを算出して閾値設定回路２４に設定すると、図５のＳ３に示すように、閾値設定回路２４は、充電オンパルスＰの中の一回分の充電電荷閾値Ｑth＿aを設定し、この充電電荷閾値Ｑth＿aに対応した閾値電圧を比較部２５に出力する。このとき、閾値設定回路２４は、例えば（１１）式に基づいて充電電荷閾値Ｑth＿aを設定する。
Ｑth＿a  ＝  Ｑth＿a＿base  ×  Ｑdc＿N+2＿adjust  ／  Ｑdc＿base  …（１１）
【００４８】
ここで、Ｑdc＿baseは、充電電荷指令値Ｑdcの標準値、Ｑdc＿a＿baseは、ａ番目の充電オンパルスＰの充電電荷の標準閾値、を示している。すなわち、充電に係る充電電荷の標準閾値Ｑth＿a＿baseは、充電オンパルスＰ毎に定められており、閾値設定回路２４は、例えばa番目の充電オンパルスＰに対応して定められた放出電荷比（＝Ｑth＿a＿base／Ｑdc＿base）を、充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustに乗じて充電電荷閾値Ｑth＿aを算出し、この充電電荷閾値Ｑth＿aに対応した閾値電圧を比較部２５に出力する。図７のタイミングｔ０参照。
【００４９】
充電制御回路１７は、補正演算器２６により回路損失ＰＬのバラつきを補正し、閾値設定回路２４が、閾値を比較部２５に設定した状態で噴射指令信号を待機する。マイコン５が噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を出力する。すると、制御回路６が、噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を入力すると、図５のＳ４でＹＥＳとなり、ピエゾインジェクタ３の充電制御を開始し、充電制御回路１７は充電期間指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を出力する。図７のタイミングｔ１参照。すると、充電オン制御回路２０は、前述したように充電オンパルスＰの充電オン信号を出力する。図７のタイミングｔ２参照。
【００５０】
電荷計測回路２３は、充電オンパルスＰの充電オン信号に伴う電荷計測許可信号ＥＮを入力すると、ピエゾインジェクタ３のピエゾ素子４を通じて電流検出抵抗１５に流れる電流を積分することで計測電荷Ｑinj＿a（「a」は充電オンパルスＰの回数）を計測開始する。
【００５１】
比較部２５は、電流検出抵抗１５に流れる電流を積分した計測電荷Ｑinj＿aに対応する電圧と、前述の（１１）式で求められる閾値電圧とを比較するが、１回分の計測電荷Ｑinj＿aに対応した電圧が、閾値設定回路２４の充電電荷閾値Ｑth＿aに対応した閾値電圧以上になると、論理ゲート２１に「Ｌ」を出力することで、論理ゲート２１が電圧バッファ１２を通じて充電スイッチ８をオフ制御する。図７のタイミングｔ３参照。
【００５２】
ピエゾインジェクタ３の充電電流は、この充電スイッチ８をオフ制御したタイミングｔ３においてピーク値となるが、このタイミングｔ３において、ピーク演算部２７は、論理ゲート２１が出力する充電信号の立下り信号を充電オフ信号として入力するため、図５のＳ６においてＹＥＳと判定し、図５のＳ７において、電流検出抵抗１５に流れるピーク電流値Ｉpeak＿aを取得し、ピーク電流値Ｉpeak＿aを下記の（１２）式のように積算し、ピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+2を記憶部６ａの噴射情報レジスタ６ａａに更新させる。図５のＳ８参照。
ΣＩpeak＿N+2  ＝  ΣＩpeak＿N+2  ＋  Ｉpeak＿a  …（１２）
【００５３】
以降、充電オンパルスＰの回数「a」が所定回数となるまで図５のＳ６〜Ｓ９の処置を繰り返し、最終的なピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+2を演算する。
【００５４】
その後、充電オンパルスＰの回数「a」が所定回数となればチャージ期間を完了し（図５のＳ９でＹＥＳ）、下記のように噴射情報レジスタ６ａａの記憶値をキュー方式で更新する（図５のＳ１０）。
ΣIpeak＿N  :=  ΣＩpeak＿N+1            …（１２）
ΣIpeak＿N+1  :=  ΣIpeak＿N+2          …（１３）
Qdc＿N  :=  Qdc＿N+1                    …（１４）
Qdc＿(N+1)  :=  Qdc＿N+2＿adjust                …（１５）
【００５５】
すなわち、（１２）式に示されるように、N+1番目のピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+1は、Ｎ番目のピーク電流の総和ΣＩpeak＿Nとして更新され、（１３）式に示されるように、Ｎ＋２番目のピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+2は、Ｎ＋１番目のピーク電流の総和ΣＩpeak＿N+1としてキュー方式により順次更新される。また（１４）式に示されるように、Ｎ＋１番目の充電電荷指令値Ｑdc＿N+1は、Ｎ番目の充電電荷指令値Ｑdc＿Nとして更新され、（１５）式に示されるように、Ｎ＋２番目の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2は、Ｎ＋１番目の充電電荷指令値Ｑdc＿N+1としてキュー方式により順次更新される。このように更新部２８が更新処理することで、次回の噴射指令に対応して入力される充電電荷指令値Ｑdcを補正するための準備を整えることができる。
【００５６】
そして、更新部２８は、図５のＳ１１において噴射情報レジスタ６ａａのΣＩpeak＿N+2の値をクリアする。また、この充電オンパルスＰの充電オフ信号は、電荷計測回路２３に計測電荷クリア信号として与えられるため、電荷計測回路２３が計測電荷Ｑinj＿aをクリアする。図７のタイミングｔ４、ｔ７、ｔ１０参照。
【００５７】
そして充電制御回路１７は、図５のＳ１に戻って処理を繰り返すが、再度、次回の噴射指令に対応した充電電荷指令値Ｑdc＿N+2の入力により、Ｓ１〜Ｓ３の処理においてＱdc＿N+2＿adjustを演算することで、次回の噴射指令に備え、各充電オンパルスＰの１回分の補正された充電電荷閾値Qth＿aを設定しておく。そして充電制御回路１７は、Ｓ４において次回の噴射指令のアクティブレベル「Ｈ」を入力すると、回路損失ＰＬのばらつきを補正した状態で、Ｓ５〜Ｓ１１の処理により充電制御してΣIpeak＿N+2を取得・更新し、次々回の噴射指令における補正制御に備える。
【００５８】
このようにして、回路損失ＰＬのバラつきの補正制御ロジックＳ１〜Ｓ３と、回路損失ＰＬのバラつきの補正係数の更新ロジックＳ６〜Ｓ１１とを組み合わせて補正できる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、充電制御回路１７が、充電オンパルスＰに対応してピエゾ素子４に電荷を充電制御するときにピエゾ素子４に流れる電流のピーク電流の総和ΣＩpeak＿N、ΣＩpeak＿N+1、充電電荷指令値Ｑdc＿N、Ｑdc＿N+1を過去の結果として用いて後噴射時に入力される充電電荷指令値Ｑdc＿N+2を補正演算するようにした。この結果、回路損失ＰＬの影響を考慮して充電電荷指令値Ｑdc＿N+2を補正できるようになり、ピエゾインジェクタ３を精度良く開弁制御でき、燃料噴射制御装置２の噴射精度を向上できる。
【００６０】
（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。前述した複数の実施形態を組み合わせて構成できる。
【００６１】
ピーク電流の総和ΣＩpeak＿N、ΣＩpeak＿N+1を過去の結果として用い、前述実施形態に示した演算式に基づいて次回の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2から充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを演算した形態を示したが、これに限定されるものではない。
【００６２】
特に、複数の充電オンパルスＰに対応して得られる多数のピーク電流値Ｉpeakの過去の結果のうち、少なくとも１つ以上のピーク電流値Ｉpeakの過去の結果に基づいて、後の充電電荷指令値Ｑdc＿N+2を補正すれば良い。
【００６３】
過去の結果として、例えば、充電期間指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を入力してから最初の充電オンパルスＰに対応したピーク電流値Ｉpeakと、充電期間指令信号がノンアクティブレベル「Ｌ」になる前の最後の充電オンパルスＰに対応したピーク電流値Ｉpeakと、を用いても良く、この過去の結果を用いて、後噴射時における充電電荷指令値Ｑdcを補正演算する形態に適用することもできる。このとき、全ての充電オンパルスＰに対応したピーク電流値Ｉpeakのうち、最初と最後のピーク電流値Ｉpeakの差分により後噴射時における充電電荷指令値Ｑdcを補正することが望ましい。
【００６４】
また、例えば、１回の充電期間指令信号の中の全ての充電オンパルスＰの中で、通電電流が最大値及び最小値となるピーク電流値Ｉpeakを過去の結果として用い、その後の噴射時における充電電荷指令値Ｑdcを補正する形態に適用することもできる。このとき、全ての充電オンパルスＰに対応したピーク電流値Ｉpeakのうち、ピーク電流値Ｉpeakの最大値から最小値を引いた差分により後の噴射時における充電電荷指令値Ｑdcを補正することが望ましい。
【００６５】
また、１回の充電期間指令信号「Ｌ」→「Ｈ」→「Ｌ」の中の複数回の充電オンパルスＰの中で１回又は２回のピーク電流値Ｉpeakだけを取得し、これを過去の結果として用いて充電電荷指令値Ｑdcを補正しても良い。
【００６６】
このような場合、前述実施形態に比較して、ピーク電流検出数を減らすことができるため、処理を少なくできるようになり、例えばハードウェアを用いて構成した場合には回路規模を極力小さくできる。
【００６７】
前述実施形態には、所定の演算式に基づいて補正する形態を示しているが、これに限定されるものではない。補正演算器２６は、例えば、入力される充電電荷指令値Ｑdc＿N+2及び前述のピーク電流値Ｉpeakに対し、例えば加減乗除の四則演算などの線形変換の他、非線形変換に係る如何なる演算式を用いて充電電荷補正指令値Ｑdc＿N+2＿adjustを演算するようにしても良い。
【００６８】
マイコン５、制御回路６に代えて各種の制御装置を用いても良い。この制御装置が提供する手段、及び／又は、機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェア、ハードウェア、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。例えば制御装置がハードウェアである電子回路により提供される場合、１又は複数の論理回路を含むデジタル回路、又は、アナログ回路により構成できる。また、例えば制御装置がソフトウェアにより各種制御を実行する場合には、記憶部にはプログラムが記憶されており、制御主体がこのプログラムを実行することで当該プログラムに対応する方法が実施される。
【００６９】
特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において、考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。
【００７０】
また本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００７１】
図面中、２は電子制御装置、３はピエゾインジェクタ（インジェクタ）、４はピエゾ素子（容量性アクチュエータ）、６ａは記憶部、１７は充電制御回路（充電制御部）、２６は補正演算器、を示す。
【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】
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【図７】
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