专利名称：燃料喷射控制装置和控制方法
技术领域：
本发明涉及用于为内燃机提供燃料的电子控制式燃料喷射控制方法及其控制装置，尤其涉及快速响应内燃机端时刻变化的燃料喷射量要求、正确喷射要求的燃料喷射量的燃料喷射控制方法和控制装置。
背景技术：
对于包含两轮车在内的汽车用发动机等内燃机来说，根据时刻变化的燃料喷射量要求在适当的时间提供适当量的燃料是最大限度发挥内燃机性能的最重要的因素。
不使用汽化器(化油器)的情况下，通过燃料泵和压力调节器将控制为规定压力的燃料从燃料喷射喷嘴喷射出去的电子控制式燃料喷射装置通过适当地控制燃料喷射喷嘴的操作时间(喷嘴开放时间)，可以实现符合燃料喷射量要求的准确的燃料喷射控制。因此，近年来，尤其在四轮汽车中，广泛采用电子式燃料喷射系统，取代了以前的化油器方式。
燃料喷射喷嘴的开关控制通过给和该喷嘴连接的螺线管施加电压打开喷嘴来喷射燃料，通过切断外加电压关闭喷嘴来停止喷射燃料。
图15示出了这种燃料喷射装置中与现有技术有关的驱动控制电路的例子，所述驱动控制电路驱动燃料喷射用螺线管(以下可称为“螺线管”)11。如图所示的驱动控制电路中，从外部控制电路(未图示)施加驱动信号，当驱动信号变为低电平时，与螺线管11连接的FET(场效应管)12变成导通状态，开始喷射燃料。
在图15所示的例子中，由外部控制电路提供的驱动信号是规定周期的连续脉冲信号，该脉冲信号以一定的占空比(1个周期中的开时间比)反复开关。当FET12从截止状态切换为导通状态时，在螺线管11上施加电源电压(例如DC12V)，电流开始流入螺线管11中。螺线管11是电感负载，因此，螺线管中流动的电流(螺线管电流)虽然在FET12导通时刻为零，但在FET12导通期间慢慢增加。这样，当FET12从导通切换为截止时，该螺线管电流回流到续流二极管13中，由此，功率消耗慢慢减少。这样，在螺线管电流低到一定值以下的时刻，停止从喷射喷嘴(未图示)喷射燃料。
但是，为了快速响应发动机端时刻变化的燃料喷射量要求，有时需要通过提前FET12截止时刻以后的螺线管电流的减少时间来精确地控制喷射时间。因此，要尽可能地缩短FET12截止时刻以后从喷射喷嘴喷射燃料的持续时间，为此在螺线管11中设置了图16所示的各种缓冲电路14(a)至(d)。
但是，即使在图15所示的驱动电路中设置了图16所示的缓冲电路，将具有一定占空比的连续的规定周期的脉冲信号用作驱动信号，但由于在螺线管11中流动的电流是大电流(数安培单位)，提前螺线管电流的减少时间是不合理的，所以快速响应急速变化的燃料喷射量要求来适当地喷射燃料很困难。
而且，在缓冲电路中，如果单纯地将螺线管电流作为热来耗散，就会使该部分的整个发动机系统的能量效率降低，同时，需要更大容量的电池。
最近，本发明人开发了一种使用电磁式燃料喷射泵的燃料喷射装置(以下称为“电磁式燃料喷射装置”)，它和喷射可通过燃料泵和调节器加压后送出的燃料的现有类型的燃料喷射系统不同，是在其本体内加压燃料后喷射。
和现有燃料喷射装置不同，所述电磁式燃料喷射装置具有这样的特性不仅螺线管驱动时间宽度而且螺线管的电流量都对燃料喷射量影响很大。当驱动信号的脉冲宽度变大时，过大的电流流入螺线管，超过规定的燃料喷射所需值的那部分电流被白白浪费掉。而且，在发动机高速旋转时等情况下，为了确保喷射喷嘴完全打开时的燃料喷射量，必须显著缩小空转时的脉冲宽度，但由于在向螺线管施加电压后到开始喷射燃料为止的无效时间等问题，限制了将脉冲宽度控制在规定时间以下。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种燃料喷射控制装置和燃料喷射方法，快速响应发动机端时刻变化的燃料喷射量要求，适当地喷射燃料，同时，改善能量效率，所述装置和方法尤其适用于电磁式燃料喷射装置。
发明内容
为了达到上述目的，本申请提供一种燃料喷射控制装置，用于控制加压的同时喷射燃料的电磁式燃料喷射装置，其特征在于，包括驱动单元，驱动燃料喷射用螺线管；驱动信号生成单元，根据规定燃料喷射期间的喷射周期信号和PWM周期信号(脉宽调制周期信号)生成螺线管驱动信号，提供给上述驱动单元；控制单元，生成符合燃料喷射量要求的占空比的上述PWM周期信号，将该PWM周期信号和上述喷射周期信号提供给上述驱动信号生成单元。
在本发明中，通过使用规定燃料喷射期间的喷射周期信号和符合燃料喷射量要求的占空比的上述PWM周期信号等两个信号，可精确地控制燃料喷射量，并且能对燃料喷射量要求的变化作出快速反映，实现燃料喷射控制。
这里，在发动机稳定后的空转和稳定旋转时，上述PWM周期信号的占空比在一个燃料喷射周期期间内保持一定，响应燃料喷射量要求的急剧变化，可以改变一个燃料喷射周期期间内上述PWM周期信号的占空比。
而且，在燃料喷射控制装置中，具有线圈电流检测单元，测量流过上述燃料喷射用螺线管的线圈电流，根据上述线圈电流测量值，调整上述PWM周期信号的占空比。从而，改善由于螺线管电流值而影响燃料喷射量的电磁式燃料喷射装置的特性。
燃料喷射控制装置的特征在于，具有电容器，连接成存储由于停止驱动上述燃料喷射用螺线管而释放的能量；放电控制电路，用于将所述电容器中存储的能量作为上述螺线管的驱动能量再利用。上述放电控制电路具有开关单元，在上述电容器中存储超过电源电压的电压且上述喷射周期信号为接通时，将上述电容器中存储的能量提供给上述螺线管。
从而，再利用螺线管释放的能量，提高发动机系统的能量效率，同时可以降低车辆中搭载的电池容量。此外，该放电控制可以大幅缩短向螺线管施加电压后到开始喷射燃料为止的无效时间。
上述控制单元的特征在于，在输出规定上述燃料喷射期间的喷射周期信号之前，将不产生燃料喷射的范围内的螺线管驱动信号提供给上述驱动单元。从而，可进一步缩短无效时间。
此外，本申请提供一种燃料喷射控制方法，用于控制加压的同时喷射燃料的电磁式燃料喷射装置，其特征在于，具有以下过程生成符合燃料喷射量要求的占空比的上述PWM周期信号的过程；输出规定燃料喷射期间的喷射周期信号和上述PWM周期信号的过程；根据上述喷射周期信号和上述PWM周期信号生成螺线管驱动信号的过程；通过上述螺线管驱动信号驱动燃料喷射用螺线管的过程。
这里，通过设置由上述螺线管驱动信号驱动燃料喷射用螺线管的过程、测量流过上述燃料喷射用螺线管的线圈电流的过程和根据上述线圈电流测量值调整上述PWM周期信号的占空比的过程，可以改善由于螺线管电流值而影响燃料喷射量的电磁式燃料喷射装置的特性。
图1是根据本发明的燃料喷射控制装置的结构图；图2示出了一例构成本发明所述燃料喷射控制装置的电路；图3为表示图2所示电路中DCP驱动信号、PWM信号、PWM驱动信号和PWM驱动电流的各个波形的波形示意图；图4是PWM驱动电流值-PWM信号的占空比的关系的特性图；图5为表示本燃料喷射控制装置中进行恒定电流控制时，驱动电流随驱动时间变化的情况示意图；图6为表示本燃料喷射控制装置中，低负载时进行减小驱动电流的控制时的驱动脉冲和驱动电流的波形示意图；图7为表示本燃料喷射控制装置中进行过激磁时的DCP驱动信号、PWM信号、PWM驱动信号和驱动电流等的波形示意图；图8为表示本燃料喷射控制装置中进行前驱动时的前驱动脉冲、驱动脉冲、驱动电流和燃料喷射的波形示意图；图9为了和图5比较，为表示本燃料喷射控制装置中不进行恒定电流控制时，驱动电流随驱动时间变化的情况示意图；图10为了和图6比较，为表示本燃料喷射控制装置中，低负载时不进行减小驱动电流的控制时的驱动脉冲和驱动电流的波形示意图；图11为了和图8比较，为表示本燃料喷射控制装置中不进行前驱动时的前驱动脉冲、驱动脉冲、驱动电流和燃料喷射的波形示意图；图12示出了将本燃料喷射控制装置适用于电磁式燃料喷射装置的燃料喷射系统(电磁式燃料喷射系统)的例子；图13示出了说明本燃料喷射控制方法的基本流程的流程图；图14示出了一例本燃料喷射控制方法的基本流程中，根据螺线管电流测量值校正PWM周期信号的占空比时的流程；图15是说明现有类型的燃料喷射装置中的PWM驱动方法的电路图；图16示出了一例用于消耗由于停止驱动燃料喷射用螺线管而产生的能量的缓冲电路。
具体实施例方式
以下，参考附图详细说明本发明的实施例。
图12示出了一例将本发明的燃料喷射控制装置适用于电磁式燃料喷射装置的燃料喷射系统(电磁式燃料喷射系统)。如图12所示，该电磁式燃料喷射系统的基本构成是具有压力泵202，作为压送燃料箱201内的燃料的电磁驱动泵；入口锐孔喷嘴203，具有使由压力泵202加压到规定压力后压送的燃料通过的锐孔部分；喷射喷嘴204，在到达规定压力以上时向(发动机的)进气通路内喷射通过入口锐孔喷嘴203的燃料；控制单元(ECU)206，根据发动机的运行信息向压力泵202等输出控制信号。这里，根据本发明的燃料喷射控制装置中的控制单元相当于驱动器205和上述控制单元206。控制单元206由微处理器(或单片微处理器)和与其连接的接口和外部存储器等(未图示)构成。
图1说明了根据本发明的燃料喷射控制装置的结构。图1中，燃料喷射用螺线管(以下称为“螺线管”或“DCP”)2构成压力泵202(图12)。本控制装置包含用于驱动螺线管2的驱动电路3和用于给驱动电路3提供PWM驱动信号的驱动信号生成电路4。
在本燃料喷射控制装置中，设有电容器5，在停止驱动螺线管2时，接收流入螺线管2的电流的同时存储螺线管2放出的能量；放电控制电路6，将电容器5中存储的能量作为再次驱动螺线管的能量再利用；二极管7、8，用于防止电容器5中存储的能量回流到驱动电路3或电源端；电流检测电路9，在驱动螺线管2时，检测从螺线管2流向接地端的驱动电流。驱动电路3、驱动信号生成电路4、电容器5、放电控制电路6、二极管7、8和电流检测电路9包含在图12所示的驱动器205中。
图2表示根据本发明的燃料喷射控制装置的构成例的电路图。如图2所示，螺线管(DCP)2的一端连接第1二极管7的阴极端子。第1二极管7的阳极端子例如连接12V的电池电源端子。从而，第1二极管7形成防回流电路，防止电流从负载端回流到电源端。
另一方面，螺线管2的另一端连接第一N沟道FET31的漏极端子和第2二极管8的阳极端子。第一N沟道FET31的源极端子通过第一电阻91接地。第一N沟道FET31构成为向螺线管提供驱动电流的开关(本发明的“驱动单元”)。这样，如后面描述的，电阻91使用用于测量流入螺线管2的电流的低电阻值的电阻。
第2二极管8的阴极端子连接第一电容器5的正极端端子。第一电容器5用于存储停止驱动螺线管2时放出的能量。第一电容器5的负极端端子接地。第一电容器5的正极端端子连接第二N沟道FET61的漏极端子。第二N沟道FET61的源极端子与螺线管2的通过第1二极管7连接电源端子的一端连接。第二N沟道FET61将第一电容器5中存储的能量作为驱动螺线管2的能量再利用，第一电容器的正极端端子连接螺线管2的一端。
为了控制第一N沟道FET31的导通、截止，由控制单元206内的微计算机提供DCP驱动信号和PWM信号。这里，DCP驱动信号是规定燃料喷射期间的信号。PWM信号是脉冲信号，具有根据发动机端的燃料喷射量要求在控制单元206内生成的规定占空比。
第一倒相器101的输入端子连接DCP驱动信号输入端子131。第一倒相器101的输出端子通过第二电阻102引出例如DC5V(控制电压)，通过第三电阻106与第一npn晶体管108的基极端子连接。第一npn晶体管108的发射极端子接地，同时，通过第四电阻107连接基极端子。
另一方面，第二倒相器111的输入端子连接PWM信号输入端子132。第二倒相器111的输出端子通过第五电阻112引出例如5V，通过第六电阻43连接第二npn晶体管41的基极端子。第二npn晶体管41的发射极端子接地，同时，通过第七电阻42连接基极端子。
第一npn晶体管108的集电极端子和第二npn晶体管41的集电极端子同时通过第八电阻32引出例如12V，同时通过第九电阻33连接第一N沟道FET31的栅极端子。这里，第二npn晶体管41、第六电阻43和第七电阻42构成驱动禁止电路4。第二npn晶体管41导通时，第一N沟道FET31的栅极电压为Low，第一N沟道FET31截止。上述第一倒相器101和第一npn晶体管108以及驱动禁止电路4构成驱动信号生成单元。第一N沟道FET31、第八电阻32和第九电阻33构成驱动电路3。
第一倒相器101的输出端子通过第10电阻103连接第三npn晶体管105的基极端子。第三npn晶体管105的发射极端子接地，同时，通过第11电阻104连接基极端子。第三npn晶体管105的集电极端子通过第12电阻66连接第二N沟道FET61的栅极端子。从而，仅在DCP驱动信号接通时，构成放电控制电路6的第二N沟道FET61才导通。
稳压二极管62的阳极端子、第三二极管67的阳极端子和第二电容器64的一个端子与第1二极管7的阴极端子和螺线管2的连接节点连接。稳压二极管62的阴极端子连接第四二极管63的阳极端子，同时，通过第16电阻68连接第二N沟道FET61的漏极端子。
第三二极管67的阴极端子连接第二N沟道FET61的栅极端子。第四二极管63的阴极端子连接第二电容器64的又一个端子，同时，通过第13电阻65连接第三npn晶体管105的集电极端子。第二N沟道FET61、稳压二极管62、第三二极管67、第四二极管63、第12电阻66、第13电阻65、第16电阻68和第二电容器64构成放电控制电路6。
和电阻91的第一N沟道FET31的源极端子连接的端子与运算放大器92的同相输入端子连接。九二的反相输入端子通过第14电阻93和电阻91的另一端连接并接地。运算放大器92的输出端子连接DCP电流信号输出端子133。在运算放大器92的反相输入端子和输出端子之间，并联连接第15电阻94和第三电容器95。第四电容器96连接运算放大器92的正电源端子。运算放大器92的负电源端子接地。
第一电阻91、运算放大器92、第14电阻93、第15电阻94、第三电容器95和第四电容器96构成电流检测电路9。流入螺线管2的电流在电阻91的两端产生电压，该电压在电流检测电路9中被放大，输入到控制单元206端。运算放大器92的输出端子与在接地端和例如施加5V电压的端子之间反向串联连接的第五二极管121和第六二极管122的连接节点连接。第五电容器123连接DCP电流信号输出端子133。
下面，参考图3说明图2所示电路的操作。
图3表示DCP驱动信号、PWM信号、PWM驱动信号和PWM驱动电流的各个波形的波形示意图。这里，DCP驱动信号是上述规定燃料喷射期间的脉冲信号。PWM信号是根据发动机端的燃料喷射量要求在0～100％范围内任意改变占空比的信号。PWM驱动信号是根据DCP驱动信号和PWM信号生成的，提供给第一N沟道FET31的栅极端子。PWM驱动电流是指流过螺线管2的电流(螺线管电流)。
在图2和图3中，DCP驱动信号为低电平时，第一npn晶体管108为导通状态，因此，第一N沟道FET31的栅极电压变为低电平，第一N沟道FET31为截止状态。在这种状态下，电流不流过螺线管2，因此，不喷射燃料。这时，第三npn晶体管105也是导通状态，因此，第二N沟道FET61也同样是截止状态。
DCP驱动信号为高电平时，第一npn晶体管108是截止状态。这时，如果PWM信号是高电平，则第二npn晶体管41为截止状态，因此，第一N沟道FET31的栅极电压为高电平。因此，电流从电源流入螺线管2，PWM驱动电流慢慢增大。这时，第三npn晶体管105为截止状态，因此，第二N沟道FET61变成导通状态。
另一方面，即使第一npn晶体管108为截止状态，但如果PWM信号是低电平，第二npn晶体管41也是导通状态，因此，第一N沟道FET31的栅极电压变成低电平，第一N沟道FET31为截止状态。因此，电流不从电源端流入螺线管2。但是，因为第二N沟道FET61是导通状态，所以在PWM信号为低电平时，流入螺线管2的续流电流通过第2二极管8流入第二N沟道FET61而被消耗掉。从而，PWM驱动电流慢慢减少。因为第二N沟道FET61的导通电阻很低，所以损失少，发热也得到抑制。
DCP驱动信号从高电平切换为低电平时，第一N沟道FET31和第二N沟道FET61都从导通状态切换为截止状态。因此，在螺线管2中流动的电流通过第2二极管8流向第一电容器5，存储起来。从而，第一电容器5的电压急速上升，在螺线管2中流动的电流变为零。从而，急速停止喷射燃料。这样，变成上述DCP驱动信号为低电平时的状态。
DCP驱动信号从低电平切换为高电平时，第一N沟道FET31和第二N沟道FET61都从截止状态切换为导通状态。因此，第一电容器5开始放电，大电流从第一电容器5流入螺线管2，PWM驱动电流的上升沿变陡。从而，燃料喷射的响应性提高。从而，变成上述DCP驱动信号为高电平时的状态。
在执行上述操作期间，检测从螺线管2经第一N沟道FET31流向接地端的驱动电流，是通过电流检测电路9的第一电阻91的电压信号检测。检测出的电压信号被运算放大器92放大，作为DCP电流信号发送给控制单元206内的微计算机，变换为数字信号，和驱动电流的目标值相比较。从而，通过微计算机调整PWM信号的占空比，使得电流检测电路9中检测出的电流值和目标值一致。即，实现驱动电流的反馈控制。
图4示出了PWM驱动电流值与PWM信号(PWM驱动信号)的占空比的关系特性图。PWM信号的占空比在0～100％的范围内是可变的，通过微计算机进行适当选择。如图4所示，当PWM信号的占空比在0～100％的范围内变化时，PWM驱动信号的占空比也在0～100％的范围内变化，由此，PWM驱动电流从0A变化到最大电流(例如10A)。即，根据本实施例，通过调整PWM信号的占空比，可以调整PWM驱动电流。利用这种调整，在本实施例中，可以根据需要适当组合以下的各种电流控制。
作为第一电流控制形式，如图5所示，PWM驱动电流通过第一电容器5的放电而急剧上升，在达到驱动螺线管2所需的最小限度的电流值的电流增加期间Ta之后，设置恒电流期间Tb。在恒电流期间Tb内，进行控制，使得在螺线管2中流过驱动螺线管2所需的最小限度的恒电流。如图9所示，如果不进行这种恒电流控制，在电流增加期间Ta之后，由于螺线管2的电感值和电阻值而使电流以时间常数增加，因此，超过了驱动螺线管2所需的最小限度的电流值，即，超过开始喷射燃料的电流值的那部分电流就浪费了。因此，根据本实施例，可以不浪费驱动电流。
作为第二电流控制形式，如图6所示，在发动机低负载时，进行将流入螺线管2的驱动电流抑制得很低的控制。从而，在发动机低负载时，每单位时间的燃料喷射量变低，因此，可以扩大DCP驱动信号的脉冲宽度。在不执行这种电流控制的情况下，如图10所示的驱动脉冲宽度变窄，燃料喷射量的精度下降。因此，根据本实施例，可以提高低负载时的流量精度，可以扩大燃料喷射量的动态范围。
作为第三电流控制形式，在发动机的1个冲程中进行适当改变恒电流控制的电流值的控制。从而，在发动机的1个冲程中，可以适当变化每单位时间的燃料喷射量。因此，根据本发明，例如，象现有化油器那样根据吸入的空气喷射燃料，或者为了将促进剂燃料的雾化作为排气措施，在吸入冲程以外时，实现向高温的发动机吸气阀喷射燃料等的最佳燃料喷射模式。
作为第四电流控制形式，在发动机运行期间，没有进行加速判定、需要加速增量时，进行使螺线管2中流动的驱动电流例如变为最大的控制。从而，加速时，可以在短时间内喷射更多的燃料，因此，能防止加速增量的延迟。因此，根据本实施例，加速时的燃料控制特性提高。根据加速的大小控制螺线管2中流过的驱动电流的大小，从而可以喷射与加速大小对应的量的燃料。
作为第五电流控制形式，如图7所示，在驱动电流的上升沿时，进行在螺线管2中流过一定时间的大驱动电流的过激磁控制。根据微机的内部数据存储在ROM等中的驱动电流目标值(目标DCP驱动电流)，在驱动电流的上升沿时，通过例如将PWM信号的占空比作成100％、经过一定时间后将占空比作成50％，来实现上述过激磁控制。从而，能将电流控制高速化。此外，图7所示的过激磁信号是表示将驱动电流提高一定时间的定时的信号。
作为第六电流控制形式，如图8所示，实际上，在喷射燃料之前进行控制，使得在螺线管2中流过不能引起燃料喷射的程度的电流。这是通过以下方案来实现的作为燃料喷射时的DCP驱动信号，首先，提供用于在螺线管2中流过不喷射燃料的程度的电流的脉冲信号(将它作为前驱动脉冲)，之后提供用于喷射燃料的脉冲信号(驱动脉冲)。
在提供前驱动脉冲时，由于PWM信号的占空比小，因此在螺线管2中流过不能引起燃料喷射的程度的电流，在不喷射燃料的范围内驱动螺线管2。从而，在燃料喷射前，电磁式燃料喷射装置的清洁冲程和升压冲程基本结束。这样，在清洁冲程和升压冲程基本结束的时刻，通过提供用于喷射燃料的脉冲信号(驱动脉冲)，在螺线管2中流过能引起燃料喷射的程度的电流，喷射燃料。
从而，大幅缩短了从提供用于喷射燃料的驱动脉冲到实际上喷射燃料为止的无效时间。如果不进行这种前驱动的电流控制，则如图11所示，无效时间变长，特别在空转等时的流量小时，会导致燃料控制精度变差。因此，根据本实施例，可以防止燃料控制精度变差。尤其能有效地防止空转时燃料控制精度变差。
下面，基于流程图说明根据本发明的燃料喷射控制方法的流程。
图13说明了本燃料喷射控制方法的基本流程。通过将电源接入本燃料喷射控制装置，开始控制程序。
构成控制单元206(图12)的微处理器(本控制装置)从外部(例如发动机端)接收数据(步骤11)，所述数据表示用于根据内燃机的负载状态等产生最佳驱动输出的燃料喷射量要求。接着，生成与接收燃料喷射量要求(数据)对应的占空比的PWM周期信号(步骤12)。燃料喷射量要求(数据)和与其对应的占空比的对应关系预先存储在构成本控制装置的存储器内。
本控制装置将规定燃料喷射期间的喷射周期信号和上述生成的PWM周期信号输出到驱动信号生成单元(图1中的符号4)中(步骤13和步骤14)。驱动信号生成单元将喷射周期信号和PWM周期信号进行与运算，生成螺线管驱动信号(步骤15)。该螺线管驱动信号输出到驱动电路(图1中符号3)中，驱动DCP(螺线管)2(步骤16)。这样，驱动停止时，DCP(螺线管)2产生的能量存储在电容器5中(步骤17)，作为以后的DCP(螺线管)的驱动能量再利用。这样，通过切断本控制电路的电源等，通过输入燃料喷射停止信号(步骤18)，本控制流程停止。
图14说明了本燃料喷射控制方法的图13中说明的基本流程中，定时测量螺线管电流，根据该测量值调整螺线管的驱动时间时的控制流程。
和图13所示的流程一样，通过将电源接入本燃料喷射控制装置，开始控制程序。本控制装置接收来自外部的数据(步骤21)，所述数据表示用于根据内燃机的负载状态产生最佳驱动输出的燃料喷射量要求，生成与接收的燃料喷射量(数据)对应的占空比的PWM周期信号(步骤22)。
这里，本控制装置将规定燃料喷射期间的喷射周期信号输出到驱动信号生成单元中(步骤23)，同时，输出上述生成的PWM周期信号(步骤24)。驱动信号生成单元对喷射周期信号和PWM周期信号进行与运算，生成螺线管驱动信号(步骤25)，驱动电路通过螺线管驱动信号驱动DCP(螺线管)2(步骤26)。
这里，本控制装置测量螺线管电流(步骤27)。和图13一样，停止驱动DCP(螺线管)时产生的能量存储在每个电容器5中(步骤28)。这里，根据在步骤27中测量出的螺线管电流值判断是否需要校正步骤22中生成的PWM周期信号的占空比(步骤29)。这种判断例如可以是判断螺线管电流值是否在预先设定的与燃料喷射量要求对应的范围内。这里，如果判断为需要校正，则校正PWM周期信号的占空比(步骤30)，通过校正后的占空比的PWM周期信号对DCP(螺线管)进行驱动控制。这样，通过切断本控制电路的电源等，通过输入燃料喷射停止信号(步骤)31)，停止本控制流程。
以上描述的本发明不限于上述实施例，而是可以有各种变形。例如，可以设置产生PWM信号的电路来产生PWM信号，来替代由微计算机产生PWM信号。可以设置比较电路来比较DCP电流信号和驱动电流的目标值，来替代用微计算机比较它们。
如以上详细说明的，在根据本发明的燃料喷射控制装置中，具有驱动信号生成单元，根据规定燃料喷射期间的喷射周期信号和PWM周期信号生成螺线管驱动信号，提供给上述驱动单元；控制单元，生成与燃料喷射量要求对应的占空比的上述PWM周期信号，将该PWM周期信号和所述喷射周期信号提供给上述驱动信号生成单元。这样，在本发明中，通过使用规定燃料喷射期间的喷射周期信号和与燃料喷射量要求对应的占空比的上述PWM周期信号等两个信号，精确地控制燃料喷射量，而且，可实现快速响应燃料喷射量要求的变化的燃料喷射控制。
根据本发明的燃料喷射控制装置具有放电控制电路，用于存储由于停止驱动上述燃料喷射用螺线管而释放的能量，从而对从螺线管释放的能量进行再利用，可以提高发动机系统的能量效率，同时降低电池容量。
工业实用性本发明涉及给内燃机提供燃料的电子控制式的燃料喷射控制方法及其控制装置，尤其涉及能快速响应内燃机端时刻变化的燃料喷射量要求正确喷射要求的燃料喷射量的燃料喷射控制方法和控制装置，具有工业实用性。
权利要求
1.一种燃料喷射控制装置，用于控制加压的同时喷射燃料的电磁式燃料喷射装置，其特征在于，其包括驱动单元，用于驱动燃料喷射用螺线管；驱动信号生成单元，用于根据规定燃料喷射期间的喷射周期信号和PWM周期信号生成螺线管驱动信号，提供给上述驱动单元；控制单元，用于生成符合燃料喷射量要求的占空比的上述PWM周期信号，将该PWM周期信号和上述喷射周期信号提供给上述驱动信号生成单元。
2.如权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述PWM周期信号的占空比在一个燃料喷射周期期间内是一定的。
3.如权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述控制单元使一个燃料喷射周期期间内的所述PWM周期信号的占空比变化。
4.如权利要求2或3所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述装置具有用于测量所述燃料喷射用螺线管中流过的线圈电流的线圈电流检测单元，所述控制单元根据所述线圈电流测量值调整所述PWM周期信号的占空比。
5.如权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述装置具有电容器，连接成用于存储由于停止驱动所述燃料喷射用螺线管而释放的能量；放电控制电路，用于将所述电容器中存储的能量作为所述螺线管的驱动能量再利用。
6.如权利要求5所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述放电控制电路具有开关单元，当所述电容器中存储超过电源电压的电压且所述喷射周期信号为接通时，将所上述电容器中存储的能量提供给所述螺线管。
7.如权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述控制单元在输出规定所述燃料喷射期间的喷射周期信号之前，向所述驱动单元提供不引起燃料喷射的范围内的螺线管驱动信号。
8.一种燃料喷射控制方法，用于控制加压的同时喷射燃料的电磁式燃料喷射装置，其特征在于，该方法包括生成符合燃料喷射量要求的占空比的PWM周期信号的过程；输出规定燃料喷射期间的喷射周期信号和所述PWM周期信号的过程；根据上述喷射周期信号和上述PWM周期信号生成螺线管驱动信号的过程；通过上述螺线管驱动信号驱动燃料喷射用螺线管的过程。
9.一种燃料喷射控制方法，用于控制加压的同时喷射燃料的电磁式燃料喷射装置，其特征在于，该方法包括生成符合燃料喷射量要求的占空比的PWM周期信号的过程；输出规定燃料喷射期间的喷射周期信号和上述PWM周期信号的过程；根据上述喷射周期信号和上述PWM周期信号生成螺线管驱动信号的过程；通过上述螺线管驱动信号驱动燃料喷射用螺线管的过程；测量流过上述燃料喷射用螺线管的线圈电流的过程；根据上述线圈电流测量值调整上述PWM周期信号的占空比的过程。
10.根据权利要求8或9所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，所述PWM周期信号的占空比在一个燃料喷射周期内是一定的。
11.根据权利要求8或9所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，使所述PWM周期信号的占空比在一个燃料喷射周期内变化。
12.根据权利要求8或9所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，该方法还包括存储由于停止驱动所述燃料喷射用螺线管而放出的能量的过程；在燃料喷射期间将上述存储的能量提供给所述燃料喷射用螺线管的过程，将上述能量作为所述螺线管的驱动能量进行再利用。
13.根据权利要求8或9所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，该方法还包括用最初通过不引起燃料喷射的范围内的螺线管驱动信号驱动所述燃料喷射用螺线管的过程。
全文摘要
一种燃料喷射控制装置和燃料喷射方法，快速响应发动机时刻变化的燃料喷射量要求，适当地喷射燃料，同时，改善能量效率，所述装置和方法适用于电磁式燃料喷射装置。所述装置是用于控制加压的同时喷射燃料的电磁式燃料喷射装置，包括驱动单元，用于驱动燃料喷射用螺线管；驱动信号生成单元，用于根据规定燃料喷射期间的喷射周期信号和PWM周期信号生成螺线管驱动信号，提供给上述驱动单元；控制单元，用于生成符合燃料喷射量要求的占空比的上述PWM周期信号，将该PWM周期信号和上述喷射周期信号提供给上述驱动信号生成单元。
文档编号F02D41/20GK1516782SQ0380046
公开日2004年7月28日 申请日期2003年3月24日 优先权日2002年3月26日
发明者山崎茂 申请人:三国股份有限公司