燃料喷射装置的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及例如内燃机中使用的燃料喷射装置的驱动装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，因二氧化碳的排放限制的强化、和对化石燃料枯竭的担忧，要求改善内燃 机的燃耗（燃料消耗率）。作为对此有效的方法，减少排气量而小型化、并且通过增压器获 得输出功率的小型化发动机受到关注。在小型化发动机中，通过减少排气量，能够减少泵送 损失（pumping loss)和摩擦，所以能够改善燃耗。另一方面，通过使用增压器能够获得充 分的输出功率，并且因缸内直接喷射产生的吸气冷却效果，能够抑制增压引起的压缩比的 降低，改善燃耗。特别是，在该小型化发动机中使用的燃料喷射装置中，需要在从通过低排 气量化获得的最低输出功率所对应的最小喷射量，到通过增压获得的最高输出功率所对应 的最大喷射量的宽范围中喷射燃料，要求扩大喷射量的控制范围。
[0003] -般而言，燃料喷射装置的喷射量根据从电子控制单兀（ECU)输出的喷射脉冲的 脉冲宽度进行控制。使喷射脉冲宽度变长时，喷射量增大，使喷射脉冲宽度缩短时，喷射量 减小，其关系是大致线性的。但是，在喷射脉冲的宽度较短的区域中，因可动件与固定铁芯 等碰撞时产生的反弹现象（可动件的反弹动作），从使喷射脉冲停止到可动件到达闭阀位 置，时间发生变动，喷射量不能相对于喷射脉冲宽度线性地变化，所以存在燃料喷射装置能 够控制的最小喷射量增加的问题。此外，因为上述可动件的反弹现象而存在喷射量按燃料 喷射装置的每个个体而不稳定的情况，必须将喷射量最大的个体设定为能够控制的最小喷 射量，所以有时会成为使能够控制的最小喷射量增大的主要原因。此外，如果从喷射脉冲与 喷射量的关系不成直线的非线性区域中的喷射脉冲起使喷射脉冲宽度进一步缩短，则成为 可动件与固定铁芯不碰撞、即阀体不会全升（full lift)的中间升程（中间lift)的区域。 在该中间升程的区域中，即使对各气缸的燃料喷射装置供给相同的喷射脉冲，燃料喷射装 置的升程量也因由于燃料喷射装置的尺寸公差的影响产生的个体差异而不同，所以喷射量 的个体偏差增大，出于燃烧的稳定性的观点难以使用该中间升程区域。
[0004] 如上所述，为了改善燃耗，需要减少燃料喷射装置的喷射量偏差和降低能够控制 的最小喷射量，为了大幅降低最小喷射量，要求控制喷射脉冲宽度与喷射量的关系不成直 线的短喷射脉冲区域和喷射脉冲小、阀体不到达目标升程的中间升程的区域中的喷射量。
[0005] 为了减少喷射量偏差和降低最小喷射量，需要在各气缸的燃料喷射装置中用驱动 装置检测因开阀时可动件与固定铁芯等碰撞时产生的可动件的反弹现象而产生的从使喷 射脉冲停止到可动件到达闭阀位置的时间变动等、阀动作的偏差和喷射量的偏差。
[0006] 对此，在专利文献1中公开的燃料喷射控制装置中，着眼于因可动件与固定铁芯 之间的空气隙（air gap)急速缩小，由可动件和固定铁芯构成的磁路的磁阻减少，贯穿可动 件和固定铁芯的磁通密度增加，从而磁性材料磁饱和，磁路的电感改变的现象，通过检测电 流的二阶微分值从负切换为正的时刻，检测出可动件与固定铁芯碰撞的时刻。
[0007] 此外，专利文献2中，记载了着眼于电磁阀的驱动电流的通断的周期随着开阀动 作进展、驱动线圈的电感增加而变长，在通断周期比设定值更长的情况下判定为开阀的方 法。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2001-221121号
[0011] 专利文献2 :日本特开平4-287850号
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 如上所述，已经提出了根据电流的时间变化、或驱动电流的通断控制时的周期变 化而检测伴随电磁阀的动作的电感的变化的方法。
[0014] 但是，在专利文献1中公开的检测方法中，是在空气隙缩小前磁饱和的电磁阀或 通电电流的情况下，因为已经磁饱和，所以空气隙的缩小引起的电感的变化较小，认为难以 检测。
[0015] 进而，在喷射燃料压力高的燃料的燃料喷射装置中，为了使电磁阀开阀需要在短 时间内流通大电流，所以施加使电池电压升压后的高电压，在短时间内使电磁阀的通电电 流增力P。在这样的用途中，伴随高电压的施加的电流变化是急剧的，所以难以将开阀引起的 电感的变化作为电流变化掌握。
[0016] 此外，在专利文献2中公开的装置中，检测的时间分辨率固定为上述通断周期的 设定值。此处，通断周期的设定值应比开阀时以外的通断周期设定得更长，为了提高检测的 时间分辨率，自然需要缩短开阀时以外的通断周期。但是，因电磁噪声的增加、开关元件的 损失增加等而难以缩短通断周期。
[0017] 本发明中，目的在于提供一种燃料喷射的驱动装置，其能够可靠且高精度地检测 为了对多个电磁阀的个体偏差和劣化导致的特性变化所引起的燃料喷射量的偏差进行修 正所需的、阀体的动作时刻即开阀时刻。
[0018] 用于解决课题的方法
[0019] 为了解决上述课题，本发明的驱动装置为电磁阀驱动装置，通过使第1开关元件 导通而对电磁阀的两端之间施加第1电压，通过使第2开关元件导通而对电磁阀的两端之 间施加低于第1电压的第2电压，驱动电磁阀开闭，其中，在使上述第1开关元件导通、上述 电磁阀的通电电流增加至第1电流值后，使上述第1开关元件断开且使上述第2开关元件 导通，使小于上述第1电流值的电流通电规定期间，在上述规定期间中且上述第2开关元件 未断开时，基于上述电磁阀的通电电流对上述电磁阀达到了控制目标升程量进行检测。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，能够可靠且高精度地检测电磁阀的开阀完成时刻。此外，根据本发明 的一个方式，进而能够切换至能够反馈检测到的信息的驱动模式，所以能够提供能够高精 度地进行燃料喷射的燃料喷射装置和内燃机。
【附图说明】
[0022] 图1是第一实施方式的燃料喷射装置的电磁阀驱动电路的结构图。
[0023] 图2是第一实施方式的电磁阀的截面概略图。
[0024] 图3是第一实施方式的电磁阀的等效电路。
[0025] 图4是第一实施方式的电磁阀的动作波形。
[0026] 图5是第二实施方式的燃料喷射装置的电磁阀驱动电路的结构图。
[0027] 图6是第二实施方式的电磁阀的动作波形。
[0028] 图7是第三实施方式的电磁阀的动作波形。
[0029] 图8是第四实施方式的电磁阀的动作波形。
[0030] 图9是第五实施方式的电磁阀的动作波形。
[0031] 图10是第六实施方式的电磁阀的动作波形。
[0032] 图11是第七实施方式的电磁阀的动作波形（通常驱动模式）。
[0033] 图12是第七实施方式的模式切换的图。
[0034] 图13是第八实施方式的电磁阀的动作波形。
【具体实施方式】
[0035] 以下，对于本发明的第1实施方式，用图1、图2、图3、图5详细说明燃料喷射装置 及其驱动装置的结构，用图4详细说明动作。
[0036] (实施例1)
[0037] 图1是第一实施方式的燃料喷射阀驱动装置的电磁阀驱动电路的结构图，示出了 对于一个电磁阀300的驱动电路。燃料喷射装置与作为车载电源的电池100、电磁阀驱动电 路200连接，具备电磁阀300。电磁阀300例如由螺管线圈（solenoidal coil)构成。电磁 阀驱动电路包括升压电路250、FET (Hi) 211和逆流防止用二极管（Hi) 212和电流测定用的 分流电阻（Hi) 213,通过控制FET (Hi) 211而对电磁阀300施加升压电路250的输出电压VH。 此外，包括FET (Mid) 201、逆流防止用二极管（Mid) 202和电流测定用的分流电阻（Mid) 203， 通过控制FET (Mid) 201而对电磁阀300施加电池电压VB。
[0038] 在电磁阀300的下游侧设置有FET (Lo) 221和用于测定对电磁阀300通电的电流 的分流电阻（Lo) 224,在对电磁阀300通电时作为继电器工作。此外，包括续流二极管223， 在FET (Lo) 221为导通状态且FET (Hi) 211、FET (Mid) 201为断开状态时，使电磁阀300中流 过的电流通过包括续流二极管223、电磁阀300和FET (Lo) 221的闭路续流（free wheel) 〇 此外，包括电流再生用二极管222，在FET (Lo) 221、FET (Hi) 211、FET (Mid) 201为断开状态时 使电磁阀300中流过的电流再生至升压电路250的输出电容器255。此外，升压电路250由 输入侧电容器251、升压线圈252、升压FET253、升压斩波器254、输出电容器255构成，通过 控制升压FET253而从电池电压VB升压至升压电压VH。
[0039] 此外，IC230监视分流电阻203、213、224中流过的电流，对FET201、211、221、253施 加栅极信号，进行驱动。此处，FET201、211、221内置在IC内部也没有问题。微处理器240 取得IC