燃料噴射裝置的驅(qū)動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及例如內(nèi)燃機中使用的燃料噴射裝置的驅(qū)動裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，因二氧化碳的排放限制的強化、和對化石燃料枯竭的擔憂，要求改善內(nèi)燃 機的燃耗（燃料消耗率）。作為對此有效的方法，減少排氣量而小型化、并且通過增壓器獲 得輸出功率的小型化發(fā)動機受到關注。在小型化發(fā)動機中，通過減少排氣量，能夠減少泵送 損失（pumping loss)和摩擦，所以能夠改善燃耗。另一方面，通過使用增壓器能夠獲得充 分的輸出功率，并且因缸內(nèi)直接噴射產(chǎn)生的吸氣冷卻效果，能夠抑制增壓引起的壓縮比的 降低，改善燃耗。特別是，在該小型化發(fā)動機中使用的燃料噴射裝置中，需要在從通過低排 氣量化獲得的最低輸出功率所對應的最小噴射量，到通過增壓獲得的最高輸出功率所對應 的最大噴射量的寬范圍中噴射燃料，要求擴大噴射量的控制范圍。
[0003] -般而言，燃料噴射裝置的噴射量根據(jù)從電子控制單兀（ECU)輸出的噴射脈沖的 脈沖寬度進行控制。使噴射脈沖寬度變長時，噴射量增大，使噴射脈沖寬度縮短時，噴射量 減小，其關系是大致線性的。但是，在噴射脈沖的寬度較短的區(qū)域中，因可動件與固定鐵芯 等碰撞時產(chǎn)生的反彈現(xiàn)象（可動件的反彈動作），從使噴射脈沖停止到可動件到達閉閥位 置，時間發(fā)生變動，噴射量不能相對于噴射脈沖寬度線性地變化，所以存在燃料噴射裝置能 夠控制的最小噴射量增加的問題。此外，因為上述可動件的反彈現(xiàn)象而存在噴射量按燃料 噴射裝置的每個個體而不穩(wěn)定的情況，必須將噴射量最大的個體設定為能夠控制的最小噴 射量，所以有時會成為使能夠控制的最小噴射量增大的主要原因。此外，如果從噴射脈沖與 噴射量的關系不成直線的非線性區(qū)域中的噴射脈沖起使噴射脈沖寬度進一步縮短，則成為 可動件與固定鐵芯不碰撞、即閥體不會全升（full lift)的中間升程（中間lift)的區(qū)域。 在該中間升程的區(qū)域中，即使對各氣缸的燃料噴射裝置供給相同的噴射脈沖，燃料噴射裝 置的升程量也因由于燃料噴射裝置的尺寸公差的影響產(chǎn)生的個體差異而不同，所以噴射量 的個體偏差增大，出于燃燒的穩(wěn)定性的觀點難以使用該中間升程區(qū)域。
[0004] 如上所述，為了改善燃耗，需要減少燃料噴射裝置的噴射量偏差和降低能夠控制 的最小噴射量，為了大幅降低最小噴射量，要求控制噴射脈沖寬度與噴射量的關系不成直 線的短噴射脈沖區(qū)域和噴射脈沖小、閥體不到達目標升程的中間升程的區(qū)域中的噴射量。
[0005] 為了減少噴射量偏差和降低最小噴射量，需要在各氣缸的燃料噴射裝置中用驅(qū)動 裝置檢測因開閥時可動件與固定鐵芯等碰撞時產(chǎn)生的可動件的反彈現(xiàn)象而產(chǎn)生的從使噴 射脈沖停止到可動件到達閉閥位置的時間變動等、閥動作的偏差和噴射量的偏差。
[0006] 對此，在專利文獻1中公開的燃料噴射控制裝置中，著眼于因可動件與固定鐵芯 之間的空氣隙（air gap)急速縮小，由可動件和固定鐵芯構(gòu)成的磁路的磁阻減少，貫穿可動 件和固定鐵芯的磁通密度增加，從而磁性材料磁飽和，磁路的電感改變的現(xiàn)象，通過檢測電 流的二階微分值從負切換為正的時刻，檢測出可動件與固定鐵芯碰撞的時刻。
[0007] 此外，專利文獻2中，記載了著眼于電磁閥的驅(qū)動電流的通斷的周期隨著開閥動 作進展、驅(qū)動線圈的電感增加而變長，在通斷周期比設定值更長的情況下判定為開閥的方 法。
[0008] 現(xiàn)有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開2001-221121號
[0011] 專利文獻2 :日本特開平4-287850號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 如上所述，已經(jīng)提出了根據(jù)電流的時間變化、或驅(qū)動電流的通斷控制時的周期變 化而檢測伴隨電磁閥的動作的電感的變化的方法。
[0014] 但是，在專利文獻1中公開的檢測方法中，是在空氣隙縮小前磁飽和的電磁閥或 通電電流的情況下，因為已經(jīng)磁飽和，所以空氣隙的縮小引起的電感的變化較小，認為難以 檢測。
[0015] 進而，在噴射燃料壓力高的燃料的燃料噴射裝置中，為了使電磁閥開閥需要在短 時間內(nèi)流通大電流，所以施加使電池電壓升壓后的高電壓，在短時間內(nèi)使電磁閥的通電電 流增力P。在這樣的用途中，伴隨高電壓的施加的電流變化是急劇的，所以難以將開閥引起的 電感的變化作為電流變化掌握。
[0016] 此外，在專利文獻2中公開的裝置中，檢測的時間分辨率固定為上述通斷周期的 設定值。此處，通斷周期的設定值應比開閥時以外的通斷周期設定得更長，為了提高檢測的 時間分辨率，自然需要縮短開閥時以外的通斷周期。但是，因電磁噪聲的增加、開關元件的 損失增加等而難以縮短通斷周期。
[0017] 本發(fā)明中，目的在于提供一種燃料噴射的驅(qū)動裝置，其能夠可靠且高精度地檢測 為了對多個電磁閥的個體偏差和劣化導致的特性變化所引起的燃料噴射量的偏差進行修 正所需的、閥體的動作時刻即開閥時刻。
[0018] 用于解決課題的方法
[0019] 為了解決上述課題，本發(fā)明的驅(qū)動裝置為電磁閥驅(qū)動裝置，通過使第1開關元件 導通而對電磁閥的兩端之間施加第1電壓，通過使第2開關元件導通而對電磁閥的兩端之 間施加低于第1電壓的第2電壓，驅(qū)動電磁閥開閉，其中，在使上述第1開關元件導通、上述 電磁閥的通電電流增加至第1電流值后，使上述第1開關元件斷開且使上述第2開關元件 導通，使小于上述第1電流值的電流通電規(guī)定期間，在上述規(guī)定期間中且上述第2開關元件 未斷開時，基于上述電磁閥的通電電流對上述電磁閥達到了控制目標升程量進行檢測。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，能夠可靠且高精度地檢測電磁閥的開閥完成時刻。此外，根據(jù)本發(fā)明 的一個方式，進而能夠切換至能夠反饋檢測到的信息的驅(qū)動模式，所以能夠提供能夠高精 度地進行燃料噴射的燃料噴射裝置和內(nèi)燃機。
【附圖說明】
[0022] 圖1是第一實施方式的燃料噴射裝置的電磁閥驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖2是第一實施方式的電磁閥的截面概略圖。
[0024] 圖3是第一實施方式的電磁閥的等效電路。
[0025] 圖4是第一實施方式的電磁閥的動作波形。
[0026] 圖5是第二實施方式的燃料噴射裝置的電磁閥驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖6是第二實施方式的電磁閥的動作波形。
[0028] 圖7是第三實施方式的電磁閥的動作波形。
[0029] 圖8是第四實施方式的電磁閥的動作波形。
[0030] 圖9是第五實施方式的電磁閥的動作波形。
[0031] 圖10是第六實施方式的電磁閥的動作波形。
[0032] 圖11是第七實施方式的電磁閥的動作波形（通常驅(qū)動模式）。
[0033] 圖12是第七實施方式的模式切換的圖。
[0034] 圖13是第八實施方式的電磁閥的動作波形。
【具體實施方式】
[0035] 以下，對于本發(fā)明的第1實施方式，用圖1、圖2、圖3、圖5詳細說明燃料噴射裝置 及其驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)，用圖4詳細說明動作。
[0036] (實施例1)
[0037] 圖1是第一實施方式的燃料噴射閥驅(qū)動裝置的電磁閥驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖，示出了 對于一個電磁閥300的驅(qū)動電路。燃料噴射裝置與作為車載電源的電池100、電磁閥驅(qū)動電 路200連接，具備電磁閥300。電磁閥300例如由螺管線圈（solenoidal coil)構(gòu)成。電磁 閥驅(qū)動電路包括升壓電路250、FET (Hi) 211和逆流防止用二極管（Hi) 212和電流測定用的 分流電阻（Hi) 213,通過控制FET (Hi) 211而對電磁閥300施加升壓電路250的輸出電壓VH。 此外，包括FET (Mid) 201、逆流防止用二極管（Mid) 202和電流測定用的分流電阻（Mid) 203， 通過控制FET (Mid) 201而對電磁閥300施加電池電壓VB。
[0038] 在電磁閥300的下游側(cè)設置有FET (Lo) 221和用于測定對電磁閥300通電的電流 的分流電阻（Lo) 224,在對電磁閥300通電時作為繼電器工作。此外，包括續(xù)流二極管223， 在FET (Lo) 221為導通狀態(tài)且FET (Hi) 211、FET (Mid) 201為斷開狀態(tài)時，使電磁閥300中流 過的電流通過包括續(xù)流二極管223、電磁閥300和FET (Lo) 221的閉路續(xù)流（free wheel) 〇 此外，包括電流再生用二極管222，在FET (Lo) 221、FET (Hi) 211、FET (Mid) 201為斷開狀態(tài)時 使電磁閥300中流過的電流再生至升壓電路250的輸出電容器255。此外，升壓電路250由 輸入側(cè)電容器251、升壓線圈252、升壓FET253、升壓斬波器254、輸出電容器255構(gòu)成，通過 控制升壓FET253而從電池電壓VB升壓至升壓電壓VH。
[0039] 此外，IC230監(jiān)視分流電阻203、213、224中流過的電流，對FET201、211、221、253施 加柵極信號，進行驅(qū)動。此處，F(xiàn)ET201、211、221內(nèi)置在IC內(nèi)部也沒有問題。微處理器240 取得IC