[發明專利]燃料噴射裝置的驅動裝置

有效

• 申請號: 201480007767.5
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104968926B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 畑中步;草壁亮;安部元幸;青野俊宏;廣津鐵平;坂本英之;福田隆夫;江原秀治;豐原正裕;西岡明;堀俊雄;愛木清
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: F02M51/06
• 分類號: F02M51/06;F02D41/20;F02D41/34;F02M51/00;F02M61/10;F16K31/06
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳,牛孝靈

技術領域

本發明涉及例如內燃機中使用的燃料噴射裝置的驅動裝置。

背景技術

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動機受到關注。在小型化發動機中，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，并且因缸內直接噴射產生的吸氣冷卻效果，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。

一般而言，燃料噴射裝置的噴射量根據從電子控制單元(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域中，因可動件與固定鐵芯等碰撞時產生的反彈現象(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象而存在噴射量按燃料噴射裝置的每個個體而不穩定的情況，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)的區域。在該中間升程的區域中，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，出于燃燒的穩定性的觀點難以使用該中間升程區域。

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域和噴射脈沖小、閥體不到達目標升程的中間升程的區域中的噴射量。

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動裝置檢測因開閥時可動件與固定鐵芯等碰撞時產生的可動件的反彈現象而產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。

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。

此外，專利文獻2中，記載了著眼于電磁閥的驅動電流的通斷的周期隨著開閥動作進展、驅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。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2001-221121號

專利文獻2：日本特開平4-287850號

發明內容

發明要解決的課題

如上所述，已經提出了根據電流的時間變化、或驅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。

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。

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，在短時間內使電磁閥的通電電流增加。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。

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。