(57)【要約】【課題】燃料の消費を回避しつつ燃料噴射弁の固着を緩和する。【解決手段】内燃機関の燃料噴射弁に駆動信号を出力することにより燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、内燃機関の始動開始前に燃料噴射弁が開弁しない予熱用駆動信号を燃料噴射弁に出力する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射弁に駆動信号を出力することにより前記燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の始動開始前に、前記燃料噴射弁が開弁しない予熱用駆動信号を前記燃料噴射弁に出力することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記予熱用駆動信号は、前記燃料噴射弁が開弁しないパルス幅のパルス列であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記予熱用駆動信号は、前記燃料噴射弁が開弁しない振幅が所定期間に亘って継続する信号であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の操作部から前記燃料噴射弁の予熱指示が入力されている場合に前記予熱用駆動信号を出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の報知部に前記燃料噴射弁の予熱を報知する信号を出力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、燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、水分の氷結等に関わらず燃料噴射弁の固着を緩和してエンジンを確実に始動させることができるエンジンの燃料噴射装置が開示されている。この燃料噴射装置は、特許文献１の図５に示されているように、エンジン始動の前段階において、噴射指示信号を比較的短い周期で複数回に亘って供給することによってインジェクタ（燃料噴射弁）を強制的に作動させ、これによって氷結や潤滑油の浸入によるインジェクタの可動部の固着を予め緩和させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８５１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術では、インジェクタの可動部の固着を予め緩和させるために、通常動作時の噴射指示信号と同等なパルス幅の噴射指示信号でインジェクタを強制駆動させるので、個々の噴射指示信号によってインジェクタが実際に開弁する。すなわち、上記従来技術では、エンジン始動の前段階においてエンジンの燃焼室内に燃料が実際に供給されるので、燃料を無駄に消費することになる。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、燃料の消費を回避しつつ燃料噴射弁の固着を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、燃料噴射制御装置に係る第１の解決手段として、内燃機関の燃料噴射弁に駆動信号を出力することにより前記燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、前記内燃機関の始動開始前に、前記燃料噴射弁が開弁しない予熱用駆動信号を前記燃料噴射弁に出力する、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、燃料噴射制御装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記予熱用駆動信号は、前記燃料噴射弁が開弁しないパルス幅のパルス列である、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、燃料噴射制御装置に係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記予熱用駆動信号は、前記燃料噴射弁が開弁しない振幅が所定期間に亘って継続する信号である、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、燃料噴射制御装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記内燃機関の操作部から前記燃料噴射弁の予熱指示が入力されている場合に前記予熱用駆動信号を出力する、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、燃料噴射制御装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、前記内燃機関の報知部に前記燃料噴射弁の予熱を報知する信号を出力する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の始動開始前に燃料噴射弁が開弁しない仕様の予熱用駆動信号を前記燃料噴射弁に出力するので、燃料噴射弁を開弁させることなく加熱（予熱）することができる。したがって、本発明によれば、燃料噴射弁の開弁による燃料の消費を回避しつつ、加熱（予熱）によって燃料噴射弁の固着を緩和することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａの動作を示す第１のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａの動作を示す第２のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａは、図１に示すように、Ｉ／Ｏ回路１、Ａ／Ｄ変換器２、点火回路３、インジェクタ駆動回路４、バルブ駆動回路５、メモリ６及びＣＰＵ（Central Processing Unit）７を備えている。この燃料噴射制御装置Ａは、車両のエンジン等の内燃機関Ｅを制御対象とするものである。
【００１４】
また、上記内燃機関Ｅは、燃料噴射制御装置Ａによる噴射制御に関係する構成要素として、図１に示すように予熱スイッチａ（操作部）、外気温センサｂ、スロットル角センサｃ、予熱ランプｄ（報知部）、点火コイルｅ、インジェクタｆ（燃料噴射弁）及びスロットルバルブｇを備えている。燃料噴射制御装置Ａは、このような構成要素を備える内燃機関Ｅのインジェクタｆに駆動信号を出力することにより、インジェクタｆの燃料噴射を制御する装置である。
【００１５】
便宜上、内燃機関Ｅについて先に説明するが、内燃機関Ｅは、所定の燃料を燃焼させて動力を発生する機械であり、例えば可燃性ガスを燃料とするガスエンジンである。予熱スイッチａは、運転者が内燃機関Ｅの始動開始前におけるインジェクタｆの強制予熱を燃料噴射制御装置Ａに指示するための操作スイッチであり、車両の計器盤（所謂インパネ）に設けられている。この予熱スイッチａは、予熱指示信号を燃料噴射制御装置ＡのＩ／Ｏ回路１に出力する。
【００１６】
外気温センサｂは、内燃機関Ｅの周囲温度Ｔａを検出する検出器であり、当該周囲温度Ｔａを示す外気温信号を燃料噴射制御装置ＡのＡ／Ｄ変換器２に出力する。スロットル角センサｃは、内燃機関Ｅ内に取り込む燃焼用空気の流量を調節するスロットルバルブｇの開度（スロットル角）を検出する検出器であり、当該スロットル角を示すスロットル角信号をＡ／Ｄ変換器２に出力する。
【００１７】
予熱ランプｄは、上記Ｉ／Ｏ回路１から入力される点灯信号に基づいて上述したインジェクタｆの予熱状態を示すランプであり、上述した予熱スイッチａの近傍に設けられている。点火コイルｅは、内燃機関Ｅの点火プラグに放電用高電圧を印加する変圧器であり、点火回路３から入力される点火信号を昇圧することにより上記放電用高電圧を生成する。
【００１８】
インジェクタｆは、インジェクタ駆動回路４から入力されるインジェクタ駆動信号に基づいて作動する燃料噴射弁であり、内燃機関Ｅの燃焼室への燃料供給量を調節する。スロットルバルブｇは、内燃機関Ｅの燃焼室への燃焼用空気の吸気量を調節するバタフライ弁であり、バルブ駆動回路５から入力されるバルブ駆動信号に基づいて上記吸気量を調節する。
【００１９】
Ｉ／Ｏ回路１は、一種の信号変換回路であり、予熱スイッチａから入力された予熱指示信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換してＣＰＵ７に出力すると共に、ＣＰＵ７から入力された点灯指示信号（デジタル信号）を点灯信号（アナログ信号）に変換して予熱ランプｄに出力する。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器２は、何れもアナログ信号である外気温センサｂから入力される外気温信号及びスロットル角センサｃから入力されるスロットル角信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ７に出力する。すなわち、このＡ／Ｄ変換器２は、内燃機関Ｅの外気温を示す外気温データ及びスロットルバルブのスロットル角を示すスロットル角データを所定の順番でＣＰＵ７に順次出力する。
【００２１】
点火回路３は、点火コイルｅの駆動回路であり、ＣＰＵ７から入力される点火指示信号に基づいて点火信号を生成して点火コイルｅに出力する。インジェクタ駆動回路４は、ＣＰＵ７から入力される噴射指示信号に基づいてインジェクタ駆動信号を生成してインジェクタｆに出力する。バルブ駆動回路５は、ＣＰＵ７から入力される作動指示信号に基づいてバルブ駆動信号を生成してスロットルバルブｇに出力する。
【００２２】
メモリ６は、ＲＯＭとＲＡＭとによって構成された半導体記憶装置であり、ＣＰＵ７が実行する制御プログラムや当該制御プログラムの実行に必要な制御データ等を予め記憶すると共に、制御プログラムの実行中における各種の演算結果を一時的に記憶する。
【００２３】
ＣＰＵ７は、制御プログラムを実行することにより内燃機関Ｅの制御機能を発揮する半導体演算装置である。このＣＰＵ７は、後述するように内燃機関Ｅの通常制御に先立って、インジェクタｆの予熱制御を実行する。この予熱制御は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａの特徴的な制御機能である。
【００２４】
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａの動作、特にインジェクタｆの予熱制御動作について沿って詳しく説明する。
【００２５】
最初に、図２に示す予熱制御動作について説明する。上記ＣＰＵ７は、内燃機関Ｅに付帯するバッテリから燃料噴射制御装置Ａに電源（ＥＣＵ電源）が投入されると、内燃機関Ｅの通常制御処理に先立って、図２に示すインジェクタｆの予熱制御処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ７は、この予熱制御処理において、最初にＡ／Ｄ変換器２から外気温データつまり内燃機関Ｅの周囲温度Ｔａを取り込む（ステップＳ１）。
【００２６】
ＣＰＵ７は、上記周囲温度Ｔａを取り込むと、当該周囲温度Ｔａが制御データとしてメモリ６に予め記憶された温度しきい値Ｔｒ以下か否かを判断する（ステップＳ２）。そして、ＣＰＵ７は、このステップＳ２における判断が「Ｙｅｓ」の場合、つまり周囲温度Ｔａが温度しきい値Ｔｒ以下の場合、点灯指示信号をＩ／Ｏ回路１に出力することにより予熱ランプｄを点灯させる（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ７は、インジェクタ駆動回路４に予熱指示信号を出力することによりインジェクタｆの加熱（予熱）を開始させる（ステップＳ４）。なお、上記ステップＳ２の判断が「Ｎｏ」の場合、つまり周囲温度Ｔａが温度しきい値Ｔｒより高い場合には、ＣＰＵ７は、予熱制御処理を終了する。
【００２７】
ここで、上記温度しきい値Ｔｒは、インジェクタｆに付着した水分等が凝固する温度よりも若干高い温度である。すなわち、周囲温度Ｔａが温度しきい値Ｔｒよりも高い場合はインジェクタｆの可動部が固着する虞が極めて低いが、周囲温度Ｔａが温度しきい値Ｔｒ以下の場合には、インジェクタｆの可動部が固着する虞が高い。なお、このような温度しきい値Ｔｒは、例えば車両の計器盤に設けられた操作設定部（図示略）を用いることにより、運転者が任意に設定することが可能である。
【００２８】
上記ステップＳ３の結果、Ｉ／Ｏ回路１は点灯信号を予熱ランプｄに出力するので、消灯状態の予熱ランプｄが点灯する。そして、予熱ランプｄの点灯によって、車両の運転者にインジェクタｆの予熱中であることが報知される。
【００２９】
また、上記ステップＳ４の結果、インジェクタ駆動回路４は、インジェクタ予熱用の第１の駆動電流Ｉ１（予熱用駆動信号）をインジェクタｆに出力する。この第１の駆動電流Ｉ１は、図３に示すように所定のパルス幅を有する複数のパルス信号からなるパルス列であり、上記ステップＳ４の結果、最初のパルス信号のインジェクタｆへの供給（給電）が開始される。すなわち、上記ステップＳ４の結果、第１の駆動電流Ｉ１は、ロー（非給電状態）からハイ（給電状態）に立ち上がる。
【００３０】
そして、ＣＰＵ７は、上記ステップＳ４の処理が完了すると、給電開始からの経過時間（給電時間）が制御データとしてメモリ６に予め記憶された通電しきい値Ｈ１以上になったか否かを判断する（ステップＳ５）。ＣＰＵ７は、このステップＳ５の判断が「Ｙｅｓ」となると、予熱指示信号のインジェクタ駆動回路４への出力を停止することによりインジェクタｆへの給電を終了させる（ステップＳ６）。この結果、図３に示す第１の駆動電流Ｉ１のうち、最初のパルス信号の出力が完了する。
【００３１】
ＣＰＵ７は、上記ステップＳ６の処理が完了すると、上記パルス信号の出力回数が制御データとしてメモリ６に予め記憶された既定回数Ｎに達しあたか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ７は、このステップＳ７の判断が「Ｎｏ」の場合、上述したステップＳ４の処理を繰り返すことにより、インジェクタ駆動回路４に第１の駆動電流Ｉ１における次のパルス信号を出力させる。上記ステップＳ４〜Ｓ７の一連処理により、図３に示すようにＮ個のパルス信号がインジェクタ駆動回路４からインジェクタｆに出力される。
【００３２】
ここで、上記通電しきい値Ｈ１は、第１の駆動電流Ｉ１における各パルス信号のパルス幅を決定する量である。このパルス幅は、インジェクタｆが開弁しない程度の時間幅に設定されている。第１の駆動電流Ｉ１は、各パルス信号のパルス幅が狭いためにインジェクタｆが開弁することができないが、インジェクタｆを発熱させることができる。
【００３３】
なお、上記第１の駆動電流Ｉ１（パルス列）は、予熱用駆動信号の一形態である。予熱用駆動信号は、インジェクタｆを加熱することができるものの、インジェクタｆが開弁しないように設定されていればよく、例えば図３に示す第２の駆動電流Ｉ２であってもよい。第２の駆動電流Ｉ２は、インジェクタｆが開弁しない振幅が制御データとしてメモリ６に予め記憶された所定期間に亘って継続する信号である。第２の駆動電流Ｉ２は、振幅が小さいためにインジェクタｆが開弁することができないが、インジェクタｆを発熱させることができる。
【００３４】
本実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａによれば、内燃機関Ｅの始動開始前において、上記第１の駆動電流Ｉ１あるいは第２の駆動電流Ｉ２をインジェクタｆに供給することによりインジェクタｆを開弁させることなく加熱（予熱）することが可能である。そして、この燃料噴射制御装置Ａによれば、第１の駆動電流Ｉ１あるいは第２の駆動電流Ｉ２によってインジェクタｆが発熱するので、水分の凝固等によるインジェクタｆの可動部の固着、つまりインジェクタｆの動作不良を回避することができる。
【００３５】
ところで、ＣＰＵ７は、上記ステップＳ７の判断が「Ｙｅｓ」になると、点灯指示信号のＩ／Ｏ回路１への出力を停止することにより予熱ランプｄを消灯させる（ステップＳ８）。この結果、Ｉ／Ｏ回路１は点灯信号の予熱ランプｄへの出力を停止するので、点灯状態の予熱ランプｄが消灯する。この予熱ランプｄの消灯によって、車両の運転者は、インジェクタｆの予熱処理が完了したことを認知することができる。
【００３６】
なお、予熱ランプｄが点灯している期間は、図３に示す予熱期間である。この予熱期間において、ＣＰＵ７は、内燃機関Ｅの始動を許可しない。すなわち、ＣＰＵ７は、運転者が内燃機関Ｅの始動を指示しても、通常制御処理を開始しない。
【００３７】
続いて、図４に示す予熱制御動作について説明する。
なお、図２の予熱制御動作はインジェクタｆの予熱処理の可否を周囲温度Ｔａに基づいて自律的に判断するものであるが、図４の予熱制御動作は、運転者による予熱スイッチａの操作に基づいてインジェクタｆの予熱処理を強制的に行うものである。
【００３８】
この予熱制御動作では、ＣＰＵ７は、最初に予熱スイッチａが操作されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。そして、ＣＰＵ７は、この判断が「Ｙｅｓ」の場合、以下のステップＳ１２〜Ｓ１７の処理を実行する。なお、ステップＳ１２〜Ｓ１７の処理は、上述した図２のステップＳ３〜Ｓ８の処理と同様であり、よって説明を省略する。
【００３９】
図４の予熱制御動作によれば、内燃機関Ｅの始動開始前において、運転者の操作指示に基づいてインジェクタｆの予熱処理が行われるので、内燃機関Ｅの周囲温度Ｔａの如何に依らずインジェクタｆの加熱（予熱）が実行され、以って水分の凝固等によるインジェクタｆの可動部の固着、つまりインジェクタｆの動作不良を回避することができる。
【００４０】
このような本実施形態に係る燃料噴射制御装置Ａでは、上述したインジェクタｆの予熱制御動作が完了した後、運転者が内燃機関Ｅの始動を指示すると、ＣＰＵ７は、通常制御処理を開始する。ＣＰＵ７は、この通常制御処理において、Ａ／Ｄ変換器２から入力されるスロットルバルブｇのスロットル角データに基づいて生成した作動指示信号をバルブ駆動回路５に出力すると共に、噴射指示信号をインジェクタ駆動回路４に出力し、また点火指示信号を点火回路３に出力する。
【００４１】
この結果、バルブ駆動回路５が作動信号をスロットルバルブｇを出力することにより内燃機関Ｅの燃焼室に吸気される燃焼用空気の流量が設定されると共に、インジェクタ駆動回路４が噴射信号をインジェクタｆに出力することにより所定流量の燃料が上記燃焼室内に供給され、さらに点火回路３が点火信号を点火コイルｅに出力することにより上記燃焼室内の燃料が所望タイミングで燃焼する。すなわち、内燃機関Ｅは、燃料噴射制御装置Ａによる通常制御処理によってスロットルバルブｇ、インジェクタｆ及び点火コイルｅ等が共働することにより動力を発揮する。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、インジェクタｆ（燃料噴射弁）が開弁しない予熱用駆動信号として第１の駆動電流Ｉ１あるいは第２の駆動電流Ｉ２を採用するが、本発明における予熱用駆動信号はこれに限定されない。
【００４３】
（２）上記実施形態では、制御データとしてメモリ６に予め記憶された通電しきい値Ｈ１及び既定回数Ｎに基づいて第１の駆動電流Ｉ１における各パルス信号のパルス幅や各パルス信号の個数を設定したが、本発明はこれに限定されない。図示しない操作設定部から通電しきい値Ｈ１及び既定回数Ｎを設定することにより、運転者が通電しきい値Ｈ１及び既定回数Ｎを適宜指定できるようにしてもよい。
【００４４】
（３）上記実施形態では、第１の駆動電流Ｉ２の継続期間を制御データとして予めメモリ６に記憶したが、この継続期間についても、上記操作設定部を操作することにより運転者が適宜指定できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  Ｉ／Ｏ回路
２  Ａ／Ｄ変換器
３  点火回路
４  インジェクタ駆動回路
５  バルブ駆動回路
６  メモリ
７  ＣＰＵ
ａ  予熱スイッチ（操作部）
ｂ  外気温センサ
ｃ  スロットル角センサ
ｄ  予熱ランプ（報知部）
ｅ  点火コイル
ｆ  インジェクタ（燃料噴射弁）
ｇ  スロットルバルブ
【図１】
2017145760.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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