燃料喷射系统的控制装置的制作方法

文档序号:11633567阅读:228来源:国知局
燃料喷射系统的控制装置的制造方法

本发明涉及燃料喷射系统的控制装置。更具体地讲,涉及具有对内燃机的燃料进行压缩的燃料泵和喷射压缩燃料的喷射器的燃料喷射系统的控制装置。



背景技术:

内燃机的高压燃料泵对从燃料罐提供的燃料进行加压,将该高压燃料提供到设置于内燃机中的喷射器。高压燃料泵具有与内燃机的旋转同步旋转的泵轴、以及根据该泵轴的外形(profile)而在气缸内往复运动的柱塞,通过该柱塞对导入到加压室中的燃料进行压缩,从而生成高压燃料。此外,在从燃料导入部到加压室的低压燃料流路中设有电磁阀。与柱塞的往复运动(即,内燃机的旋转)同步地根据接通(on)或断开(off)的驱动信号对电磁阀进行开闭驱动,从而控制导入到加压室中的燃料的流量。

在专利文献1中公开了具有充电电路的燃料泵的控制装置,该充电电路使作为用于驱动喷射器的电源的升压电路的升压电容器对在停止对燃料泵的电磁阀的通电时产生的浪涌电流进行再生。由此,能够使电磁阀的通电电流迅速下降,并且能够高效地在喷射器的驱动中利用浪涌能量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-145119号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

但是,在通过上述那样的充电电路对升压电容器进行充电的情况下,需要一并采取用于防止升压电路的电压超过规定值的过升压的措施。作为这样的过升压的对策,可以举出如下对策:与升压电路并列设置剩余电力消耗电路,通过该剩余电力消耗电路来消耗多余的电力,从而避免升压电路成为过升压。

但是,这样的剩余电力消耗电路在有限的时间内能够消耗的电力是有限的。因此,例如在不驱动喷射器、且将升压电路的电压维持较高的状态来持续驱动燃料泵的情况下,在剩余电力消耗电路中持续流过较大的电流,可能产生故障。

本发明的目的在于提供燃料喷射系统的控制装置,该燃料喷射系统的控制装置将停止对燃料泵的电磁阀的通电时产生的电流在喷射器的驱动电路中进行再生,对喷射器的驱动电路或为了保护该驱动电路而设置的剩余电力消耗电路进行保护。

用于解决问题的手段

(1)燃料喷射系统(例如,后述的燃料喷射系统s)的控制装置(例如,后述的ecu6)具有:压缩指令生成装置(例如,后述的cpu63),其指示由所述燃料泵(例如,后述的燃料泵5)进行的压缩;燃料泵驱动电路(例如,后述的燃料泵驱动电路61),其根据来自所述压缩指令生成装置的指令,进行所述燃料泵的电磁阀(例如,后述的螺线管553)的通电控制;喷射器驱动电路(例如,后述的升压电路62),其具有蓄电元件(例如,后述的电容器625),该蓄电元件蓄积喷射器(例如,后述的喷射器4)的驱动所使用的电力;充电电路(例如,后述的充电电路64),其将停止所述电磁阀的通电时产生的电流引导到所述蓄电元件;以及剩余电力消耗电路(例如,后述的剩余电力消耗电路65),其消耗所述蓄电元件的剩余电力,所述压缩指令生成装置在停止了所述喷射器的燃料喷射的期间内,对所述燃料泵的驱动次数进行计数,响应于该驱动次数(n_drv)超过了规定次数的情况而指示所述通电控制的停止。

(2)该情况下,优选的是,所述压缩指令生成装置在所述内燃机处于反冲起动中的情况下,指示所述通电控制的执行,直到从所述反冲起动的开始时刻起计数而得到的所述驱动次数(n_drv)超过规定的上限次数(例如,后述的上限次数)为止,在所述驱动次数超过了所述上限次数后,指示所述通电控制的停止。

(3)该情况下,优选的是,为了保护所述剩余电力消耗电路而决定所述规定的上限次数。

(4)该情况下,优选的是,所述燃料喷射系统搭载于将电动机(例如,后述的马达m)和所述内燃机作为使驱动轮(例如,后述的驱动轮w)旋转的动力产生源的混合动力车辆(例如,后述的混合动力车辆v)中,由所述电动机来进行所述反冲起动。

(5)该情况下,优选的是,所述燃料喷射系统具有输送管(例如,后述的输送管3),该输送管存储由所述燃料泵压缩后的高压燃料,在伴随所述内燃机的减速而处于燃料切断中且所述输送管内的燃料压力为规定值以下的情况下,所述压缩指令生成装置持续指示所述通电控制的执行,直到所述驱动次数(n_drv)超过规定的第1连续次数(例如,后述的第1连续驱动次数)为止,之后,重复进行持续指示所述通电控制的停止的间歇运转,直到经过规定的第1休止期间(例如,到停止次数计数器的计数值n_stp超过休止次数为止的期间)为止。

(6)该情况下,优选的是,为了保护所述剩余电力消耗电路而决定所述规定的第1连续次数和第1休止期间。

(7)该情况下,优选的是,所述控制装置具有检测所述剩余电力消耗电路发生了故障的情况的故障检测装置(例如,后述的cpu63),在处于停止了所述喷射器的燃料喷射的期间内且检测到了所述剩余电力消耗电路的故障的情况下,所述压缩指令生成装置持续指示所述通电控制的执行,直到所述驱动次数(n_drv)超过规定的第2连续次数(例如,后述的第2连续驱动次数)为止,之后,重复进行持续指示所述通电控制的停止的间歇运转,直到经过规定的第2休止期间(例如,到后述的停止时间计时器的计数值t_stp超过停止时间为止的期间)为止。

(8)该情况下,优选的是,为了保护所述喷射器驱动电路而决定所述规定的第2连续次数和第2休止期间。

发明的效果

(1)在本发明中,利用充电电路连接燃料泵驱动电路和喷射器驱动电路,从而能够使电磁阀的通电电流迅速下降,并且能够高效地在喷射器的驱动中利用浪涌能量。在本发明中,除了充电电路以外,还设置用于消耗蓄电元件的剩余电力的剩余电力消耗电路,从而能够防止蓄电元件的过升压。此外,在燃料喷射被停止的期间内,蓄电元件所蓄积的电力未在喷射器的驱动中被消耗,其电压难以降低。因此,为了不使蓄电元件造成过升压,剩余电力消耗电路工作的频度上升。在本发明中,在停止了喷射器的燃料喷射的期间内,对燃料泵的驱动次数进行计数,响应于该驱动次数超过了规定次数的情况而停止燃料泵的通电控制。由此,在燃料喷射被停止的期间内剩余电力消耗电路频繁进行工作,能够设置在到达过升温之前使剩余电力消耗电路冷却的期间。此外,在剩余电力消耗电路由于某些理由而没有工作的情况下,将由于燃料泵的通电控制而产生的浪涌电流全部提供到蓄电元件,蓄电元件处可能成为过升压。在本发明中,即使在剩余电力消耗电路不工作的情况下,通过响应于燃料泵的驱动次数超过了规定次数的情况而停止燃料泵的通电控制,也能够设置在蓄电元件处成为过升压之前使其电压降低的期间。由此,根据本发明,能够保护剩余电力消耗电路和喷射器驱动电路。

(2)在本发明中,在内燃机处于反冲起动中的情况下,执行通电控制,直到从反冲起动的开始时刻起计数的驱动次数超过规定的上限次数为止,在超过了上限次数后,指示通电控制的停止,直到许可燃料喷射为止。由此,在反冲起动中剩余电力消耗电路频繁工作,能够设置在成为过升温之前使剩余电力消耗电路冷却的期间。

(3)在本发明中,使用为了保护剩余电力消耗电路而决定的上限次数来限制反冲起动中的燃料泵的驱动次数。由此,能够利用为了可靠地保护剩余电力消耗电路而决定的适当的次数来限制反冲起动中的燃料泵的驱动次数。

(4)在混合动力车辆中,由于使用用于使驱动轮旋转的电动机来进行内燃机的反冲起动,因此,相比于使用电池启动器进行内燃机的反冲起动的情况,反冲起动中的内燃机的转速变高。燃料泵利用内燃机的曲轴的旋转来压缩燃料,因此,当内燃机的转速变高时,燃料泵的驱动次数也迅速上升,剩余电力消耗电路的工作频度也上升。在本发明中,通过这样在混合动力车辆中利用上限次数限制反冲起动中的燃料泵的驱动次数,从而能够适当保护剩余电力消耗电路。

(5)在本发明中,在伴随内燃机的减速而处于燃料切断中且输送管内的燃料压力为规定值以下的情况下,进行通电控制,直到燃料泵的驱动次数超过第1连续次数为止,之后,重复进行停止通电控制的间歇运转,直到经过第1休止期间为止。由此,能够交替设置使剩余电力消耗电路工作的期间和使剩余电力消耗电路冷却的期间。由此,能够在燃料切断中防止剩余电力消耗电路达到过升温。此外,在本发明中,通过使燃料泵间歇运转,能够防备从燃料切断的恢复而尽量使输送管内的燃料压力上升。

(6)在本发明中,使用为了保护剩余电力消耗电路而决定的第1连续次数和第1休止期间来进行燃料泵的间歇运转。由此,能够以为了可靠地保护剩余电力消耗电路而决定的适当的方式来进行燃料切断中的燃料泵的间歇运转。

(7)在本发明中,在处于停止了喷射器的燃料喷射的期间内且检测到了剩余电力消耗电路的故障的情况下,进行通电控制,直到燃料泵的驱动次数超过第2连续次数为止,之后,反复进行停止通电控制的间歇运转,直到经过第2休止期间为止。由此,能够预见剩余电力消耗电路发生故障,交替设置通过充电而使蓄电元件的电压上升的期间和通过放电而使蓄电元件的电压降低的期间。由此,即使是剩余电力消耗电路发生了故障的情况下,也能够防止蓄电元件达到过升压。

(8)在本发明中,在检测到剩余电力消耗电路的故障的情况下,使用为了保护喷射器驱动电路而决定的第2连续次数和第2休止期间来进行燃料泵的间歇运转。由此,能够以为了可靠地保护喷射器驱动电路而决定的适当的方式来进行燃料切断中的燃料泵的间歇运转。

附图说明

图1是示出搭载了本发明的一个实施方式的燃料喷射系统的混合动力车辆的结构的图。

图2是示出燃料喷射系统和ecu的结构的图。

图3是示出高压燃料泵的结构的图。

图4是示出由高压燃料泵泵出高压燃料的步骤的图。

图5是示出流量控制阀的螺线管和ecu的结构的图。

图6是示出高压燃料泵的驱动例的时序图。

图7是驱动燃料泵的处理的流程图。

图8是更新禁止标志的处理的流程图。

图9是示出反冲起动中更新禁止标志的步骤的流程图。

图10是重复执行图9的处理的情况下的时序图。

图11是示出燃料切断中的更新禁止标志的步骤的流程图。

图12是重复执行图11的处理的情况下的时序图。

图13是示出剩余电力消耗电路发生了故障时的更新禁止标志的步骤的流程图。

图14是重复执行图13的处理的情况下的时序图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是示出搭载了本实施方式的燃料喷射系统s的车辆v的结构的图。

车辆v具有:发动机1;马达m;向发动机1提供燃料的燃料喷射系统s;向马达m提供电力的高压电池b;对马达m和发动机1的输出进行变速的变速器tm;对发动机1的曲轴和马达m的输出轴进行断开/连接的离合器cl;用于对这些部件进行控制的电子控制单元(以下称作“ecu”)6。该车辆v是将马达m和发动机1作为使驱动轮w旋转的动力产生源的所谓混合动力车辆。

在车辆v中,ecu6根据各种运转条件,以进行ev行驶的方式进行控制,或者在正在进行该ev行驶的期间内,以进行hev行驶的方式进行控制,其中,在该ev行驶中,切断离合器cl,使发动机1停缸,仅将马达m作为动力产生源来进行行驶,在该hev行驶中,连接离合器cl,使用马达m进行发动机1的反冲起动,将发动机1和马达m作为动力产生源来进行行驶。

图2是示出燃料喷射系统s和作为其控制装置的ecu6的结构的图。燃料喷射系统s具有燃料罐2、高压燃料泵5、输送管3、喷射器4。

燃料罐2存储从外部提供的燃料。在燃料罐2中设有将燃料向高压燃料泵5压送的燃料泵单元21。高压燃料泵5利用由发动机1产生的动力进一步对从燃料泵单元21压送的燃料进行压缩,并提供到输送管3。后面参照图3来说明该高压燃料泵5的具体结构。

输送管3存储从高压燃料泵5泵出的高压燃料。针对发动机1的多个气缸中的每个气缸设置有喷射器4。这些喷射器4经由输送管3和燃料供给管41而连接。ecu6在与发动机1的运转状态对应的适当的时机对喷射器4进行开闭驱动,由此,将输送管3内的高压燃料直接喷射到发动机1的各气缸内。

ecu6是对发动机1和燃料供给系统s中设置的各种装置进行控制的电子控制单元,由cpu和根据cpu的运算对各种装置进行驱动的驱动电路等构成。在该ecu6上连接有多个传感器91、92,以掌握发动机1和燃料供给系统s的状态。

曲轴角传感器91根据发动机1的未图示的曲轴的旋转,按照每个规定的曲轴角将脉冲信号发送到ecu6。在ecu6中,根据来自该曲轴角传感器91的脉冲信号掌握曲轴的位置和转速。

燃料压传感器92检测输送管3内的燃料压,将与检测值大致成比例的信号发送到ecu6。在ecu6中,根据来自该燃料压传感器92的检测信号,对从高压燃料泵5向输送管3泵出的燃料的量(以下称作“燃料泵出量”)进行控制。

图3是示出高压燃料泵5的结构的图。

高压燃料泵5具有:形成有燃料的导入部51a和泵出部51b的壳体51;泵轴52;形成在壳体51内部并在泵轴52的旋转轴的半径方向上延伸的气缸53;以能够往复运动的方式收纳在该气缸53内部的柱塞54;以及对流入到在气缸53内形成的加压室51c中的燃料的流量进行控制的流量控制阀55。在该高压燃料泵5中,从导入部51a向加压室51c导入燃料,通过柱塞54对该加压室51c内的燃料进行压缩,从而从泵出部51b泵出高压燃料。

泵轴52与发动机1的曲轴联结,与曲轴同步地进行旋转。当泵轴52旋转时,柱塞54根据该泵轴52上形成的凸轮部52a的形状而在气缸53内往复运动。柱塞54例如按照每个曲轴角240度而进行一次往復。

流量控制阀55是如下电磁阀,该电磁阀具有:对加压室51c进行开闭的棒状的阀体551;对该阀体551向开阀方向施力的弹簧552;螺线管553,其在通电时抵抗该弹簧552的弹力而通过电磁力向闭阀方向驱动阀体551。在图3中,螺线管553是非励磁状态的,示出通过弹簧552的弹力使阀体551坐定的状态(开阀状态)。即,流量控制阀55是在非励磁状态下成为全开的所谓常开型,但是,本发明不限于此。

接着,参照图4说明通过以上那样的高压燃料泵5来泵出高压燃料的步骤。

如图4所示,在本实施方式中,将柱塞从位于上止点的状态起到达下止点并再次到达上止点为止定义为柱塞的燃料压缩动作的一个周期。该一个周期被划分为:柱塞从上止点向下止点移动的区间即吸入工序;以及柱塞从下止点向上止点移动的区间即压缩工序。

在吸入工序中,通过伴随柱塞的移动而产生的负压,将燃料从导入部51a吸入到加压室51c内。因此,在要通过燃料泵来泵出高压燃料的情况下,流量控制阀在吸入工序的至少一部分的区间内被控制成开阀状态(停止对螺线管的通电的状态),以使得燃料从导入部51a流向加压室51c。

在压缩工序中,通过柱塞对加压室51c内的燃料进行压缩。这里,在柱塞从下止点向上止点移动时,当流量控制阀是开阀状态时,燃料从加压室51c向导入部51a逆流,从泵出部51b泵出的燃料的量减少。因此,在要通过燃料泵使高压燃料泵出的情况下,流量控制阀在压缩工序的至少一部分的区间内被控制成闭阀状态(对螺线管通电的状态),以使得燃料在加压室51c内被压缩、且从泵出部51b泵出。如图4所示,压缩工序被划分为:流量控制阀为开阀状态、且加压室51c的燃料向导入部51a逆流的状态即调量工序;以及流量控制阀为闭阀状态、且加压室51c的燃料从泵出部51b泵出的泵出工序。

因此,越缩短调量工序,换言之越早关闭流量控制阀,则在压缩工序中从加压室51c向导入部51a逆流的燃料的量越少,进而高压燃料泵的燃料泵出量越增加。即,在以上那样的高压燃料泵中,能够通过调整流量控制阀的闭阀正时来调整燃料泵出量。

如以上那样,为了通过燃料泵使高压燃料泵出,在柱塞的燃料压缩动作的一个周期内,必须使流量控制阀进行开闭。在本发明中,将为了通过燃料泵使高压燃料泵出而与柱塞的周期运动同步地进行流量控制阀的通电控制简称作对燃料泵进行驱动。并且,以下将该燃料泵的压缩动作的周期称作燃料泵的泵出周期。

图5是示出流量控制阀的螺线管553和ecu6的结构的图。

ecu6具有:进行燃料泵的螺线管553的通电控制的燃料泵驱动电路61;作为向未图示的喷射器提供的驱动电流的电源的升压电路62;按照规定的程序执行运算并生成各种指令信号的cpu63;对燃料泵驱动电路61和升压电路62进行连接的充电电路64;以及对升压电路62进行保护的剩余电力消耗电路65。

升压电路62是组合以下部件而成的:升压线圈621、对在升压线圈621流过的电流进行通电/切断的开关元件622、防逆流二极管623、电容器624、625、电压监视用电阻626、627、根据来自cpu63的指令信号使开关元件622导通/截止的逻辑电路628,升压电路62对未图示的电池的输出电压vb(例如,13v)进行升压,输出升压电压vs。在升压电路62中,当根据来自cpu63的指令,通过从逻辑电路628输出的信号在规定的开关频率下使开关元件622的漏极-源极间通电/切断时,电池的输出电压vb经由升压线圈621而被升压。升压电压vs被施加到电容器625,由此,电容器625被充电。该升压电路62的升压电压vs用于未图示的喷射器的驱动。cpu63使开关元件622导通/截止,以将升压电压vs维持在预定的喷射器的驱动电压(例如,40v)。

燃料泵驱动电路61具有:在从电池到接地的螺线管553的通电路径中的上游侧和下游侧分别设置的hi侧开关元件611和lo侧开关元件612;用于在hi侧开关元件611成为截止时流过从接地向螺线管553反流的浪涌电流的反流用二极管613;电流监视用电阻614;根据从cpu63发送的驱动信号使这些开关元件611、612导通/截止的逻辑电路615,燃料泵驱动电路61根据从cpu63发送的驱动信号进行螺线管553的通电控制。

hi侧开关元件611在来自逻辑电路615的输出信号为导通时连接电池和螺线管553,在输出信号为截止时切断电池和螺线管553。lo侧开关元件612在来自逻辑电路615的输出信号为导通时连接螺线管553和接地,开始对螺线管553的通电。此外,lo侧开关元件612在来自逻辑电路615的输出信号为截止时,切断螺线管553和接地,停止对螺线管553的通电。

充电电路64构成为通过防逆流二极管641对燃料泵驱动电路61的螺线管553和lo侧开关元件612之间与升压电路62的电容器625进行连接,将停止螺线管553的通电时产生的浪涌电流引导到电容器625。

剩余电力消耗电路65是具有如下功能的电路:对从充电电路64提供到上述电容器625的电力中的剩余的部分进行消耗,从而防止升压电路62的过升压。更具体而言,剩余电力消耗电路65在升压电路62的升压电压vs超过了为了保护升压电路62而设定的规定的保护电压vl时进行工作,对电容器625的剩余电力进行消耗。具有这样的功能的剩余电力消耗电路65例如通过组合齐纳二极管、电阻元件等已知的电子部件而构成。

返回图5,cpu63根据曲轴角传感器的输出、燃料压传感器的输出来生成驱动信号,该驱动信号规定应该对螺线管553进行通电的驱动正时(即,流量控制阀的开阀正时和闭阀正时)。后面参照图7以后的附图来说明生成该驱动信号的具体的步骤。

图6是示出高压燃料泵的驱动例的时序图。图6中从上段开始依次示出与柱塞的移动量相当的凸轮升程量、由cpu生成的驱动信号、在螺线管中流过的驱动电流、以及实际的阀体的举动。此外,图6中示出将发动机的转速和燃料泵出量都保持为恒定的例子。

如上所述,高压燃料泵的泵轴与发动机的曲轴同步地旋转,依次,凸轮升程量的变动周期(燃料泵的泵出周期)与发动机转速成比例地缩短。这里,当与泵出周期同步地在导通和截止中切换驱动信号时,与其对应地,hi侧和lo侧开关元件被导通,如图6所示,向螺线管提供驱动电流,使阀体进行开闭。此外,通过这样与泵出周期同步地对阀体进行开闭,从而泵出压缩燃料。

图7是示出驱动燃料泵的具体的步骤的流程图。更具体而言,图7是示出在cpu中按照燃料泵的每个泵出周期生成用于驱动燃料泵的驱动信号的步骤的流程图。在燃料泵能够进行燃料压缩的期间、即燃料泵的泵轴正在旋转的期间中,按照燃料泵的每个泵出周期,在cpu中执行图7所示的处理。

首先,在s1中,cpu执行判定剩余电力消耗电路的故障的处理,转移到s2。在该s1的处理中,判定剩余电力消耗电路是否未发生故障(即剩余电力消耗电路是否是能够发挥避免升压电路达到过升压的功能的状态),在判定为发生了故障的情况下,将表示是剩余电力消耗电路发生了故障的状态的故障标志f_ext_ng设为“1”。

在s2中,cpu判定当前是否是停止了喷射器的燃料喷射的期间。作为是泵轴正在旋转的期间、且停止了喷射器的燃料喷射的期间,具体而言,可以举出发动机处于反冲起动中和伴随发动机的减速而处于燃料切断中这2个期间。在s2中,cpu判定表示发动机处于反冲起动中的标志f_crk和表示伴随发动机的减速而处于燃料切断中的标志f_fc中的哪一方为“1”,从而判定是否是燃料喷射被停止的期间。另外,关于更新这些标志f_crk和f_fc的处理,省略详细的说明。

在s2的判定为“否”的情况下,cpu将禁止标志f_pump_ng重置为“0”(s3),并转移到s4。该禁止标志f_pump_ng是明确示出当前是燃料泵的驱动被禁止的状态的标志。如果是正在从喷射器喷射燃料的期间内,则升压电路的升压电容器中蓄积的电荷由于驱动喷射器而逐渐放电,因此,需要停止燃料泵的驱动,以防止升压电路的过升压。因此,在正在从喷射器喷射燃料的期间内,将禁止标志f_pump_ng设定为“0”。

在s4中,cpu为了在本次的泵出周期内从燃料泵泵出高压燃料,生成用于对螺线管进行通电控制的驱动信号。更具体而言,根据输送管内的燃压的检测值和通过未图示的处理而决定的燃料压力的目标值等来生成驱动信号,结束该处理。由此,从燃料泵泵出高压燃料。

在s2的判定为“是”的情况下,即在燃料喷射停止的期间内的情况下,cpu进行更新上述的禁止标志f_pump_ng的处理(s5),并转移到s6。在未从喷射器喷射燃料的情况下,升压电路的升压电容器中蓄积的电荷不会由于驱动喷射器而放电。因此,如果持续驱动燃料泵,则有可能升压电路达到过升压或者剩余电力消耗电路达到过升温。如后面参照图8说明的那样,在s5的处理中,为了保护这些升压电路、剩余电力消耗电路,在适当的时机更新禁止标志f_pump_ng的值,进行或停止燃料泵的通电控制。

在s6中,判定禁止标志f_pump_ng是否为“1”,即当前是否是禁止燃料泵的驱动的状态。在s6的判定为“否”的情况下,如上所述,生成驱动信号(s4)。在s6的判定为“是”的情况下,断开本次的泵出周期内的驱动信号,结束该处理。

图8是示出更新禁止标志f_pump_ng的处理的具体步骤的流程图。在喷射器的燃料喷射被停止的期间(反冲起动中或燃料切断中)中,作为图7的处理的子程序,按照燃料泵的每个泵出周期来执行该处理。

在说明图8的处理的具体的步骤之前,说明图8的处理的概略。在图8的处理中,定义后述的驱动次数计数器、停止次数计数器和停止时间计时器(参照图8的s21~s25),通过使用这些计数器和计时器的计数值,来更新燃料喷射被停止的期间内的禁止标志f_pump_ng(参照图8的s28~s32)。这里,燃料喷射被停止的期间被划分为以下3类:(1)处于反冲起动中且剩余电力消耗电路正常的期间(f_crk=1并且f_ext_ng=0);(2)处于燃料切断中且剩余电力消耗电路正常的期间(f_fc=1并且f_ext_ng=0);(3)剩余电力消耗电路发生了故障的期间(f_ext_ng=1)。在图8的处理中,根据这3种情况,基于各自不同的算法来更新禁止标志f_pump_ng。

驱动次数计数器是在停止了燃料喷射的期间内对燃料泵被驱动的次数进行计数的计数器。以下,用n_drv表示该驱动次数计数器的计数值(0以上的整数)。停止次数计数器是在燃料喷射被停止的期间内对停止燃料泵的驱动且泵轴空转的次数进行计数的计数器。以下,用n_stop表示该停止次数计数器的计数值(0以上的整数)。停止时间计时器是在燃料喷射被停止的期间内对停止燃料泵的驱动且泵轴空转的时间进行计数的计时器。以下,用t_stop表示该停止时间计时器的计数值(0以上的实数)。

在s21中,cpu判定是否标志f_fc和f_crk中的某一方在从前次到本次时从“0”切换到了“1”,即是否从前次到本次的期间内开始了停止燃料喷射的期间。在s21的判定为“是”的情况下,转移到s22,将驱动次数计数器、停止次数计数器和停止时间计时器的计数值全部重置为初始值(n_drv=n_stp=t_stp=0),转移到s28。

在s21的判定为“否”的情况下,cpu转移到s23,判定禁止标志f_pump_ng是否为“0”。这里,在禁止标志f_pump_ng为“0”的情况下,意味着在前次的泵出周期中燃料泵被驱动。此外,在禁止标志f_pump_ng为“1”的情况下,意味着在前次的泵出周期中燃料泵的驱动被停止了。因此,在s23的判定为“是”的情况下,cpu转移到s24,对驱动次数计数器的计数值n_drv加“1”,将停止次数计数器和停止时间计时器的计数值重置为初始值(n_stp=t_stp=0),转移到s28。此外,在s23的判定为“否”的情况下,cpu转移到s25,对停止次数计数器的计数值n_stp加“1”,在停止时间计时器的计数值t_stp上加上前次的泵出周期,将驱动次数计数器的计数值n_drv重置为初始值,转移到s28。

在s28中,cpu判定剩余电力消耗电路是否被判定为发生了故障,即剩余电力消耗电路标志f_ext_ng是否为“1”。在s28的判定为“是”的情况下,cpu转移到s30,执行剩余电力消耗电路的故障时的动作(参照后述的图13和14)。在s28的判定为“否”的情况下,cpu转移到s29,判定标志f_crk是否为“1”。在s29的判定为“是”的情况下,即由于当前是反冲起动中而停止了燃料的喷射的情况下,cpu转移到s31,执行反冲起动中的动作(参照后述的图9和10)。此外,在s29的判定为“否”的情况下,即由于当前是燃料切断中而停止了燃料的喷射的情况下,cpu转移到s32,执行燃料切断中的动作(参照后述的图11和12)。

图9是示出反冲起动中的更新禁止标志的步骤的流程图。

在s31中,cpu判定驱动次数计数器的计数值n_drv是否为规定的上限次数以上。该上限次数是为了防止由于每次驱动燃料泵时产生的浪涌电流使剩余电力消耗电路过升温而设定的,例如是160次左右。在s31的判定为“是”的情况下,cpu将禁止标志f_pump_ng设定为“1”,结束该处理。此外,在s31的判定为“否”的情况下,cpu将禁止标志f_pump_ng设定为“0”,结束该处理。由此,许可反冲起动中的燃料泵的驱动,直到驱动次数超过上限次数为止,在驱动次数超过了上限次数后,反冲起动结束,禁止反冲起动,直到许可喷射器的燃料喷射为止(到f_crk成为“0”为止)。

图10是重复执行图9的处理的情况下的时序图。更具体而言,图10是示出在时刻t0开始反冲起动后,之后在时刻t2反冲起动结束的情况下的驱动次数计数器的计数值n_drv、禁止标志f_pump_ng和驱动信号的变化的图。

如参照图8和9说明的那样,cpu在喷射器的燃料喷射被停止的期间且处于反冲起动中的情况下,对从反冲起动的开始时刻起的燃料泵的驱动次数进行计数,为了指示通电控制的执行,直到计数值n_drv超过上限次数为止,按照每个泵出周期来生成驱动信号。然后,在时刻t1驱动次数的计数值n_drv超过了上限次数后,在时刻t2反冲起动结束,,为了指示通电控制的停止,直到开始喷射器的燃料喷射为止,cpu断开驱动信号。由此,能够防止剩余电力消耗电路达到过升温。

图11是示出燃料切断中的更新禁止标志的步骤的流程图。

在s51中,取得输送管内的燃料压力,判定燃料压力是否为其目标值以下。在s51的判定为“否”的情况下,cpu判断为不需要驱动燃料泵,转移到s52,将禁止标志f_pump_ng设定为“1”。在s51的判定为“是”的情况下,cpu转移到s53,如以下说明的那样,执行交替进行燃料泵的驱动和休止的间歇运转。

在s53中,cpu判定驱动次数计数器的计数值n_drv是否为规定的第1连续驱动次数以上。为了防止由于每次驱动燃料泵时产生的浪涌电流使剩余电力消耗电路过升温而设定该第1连续驱动次数。此外,该第1连续驱动次数被设定为比图9的上限次数小的值,例如是5次左右。在s53的判定为“否”的情况下,cpu转移到s54,判定停止次数计数器的计数值n_stp是否为规定的休止次数以上。为了防止由于浪涌电流使剩余电力消耗电路过升温而设定该休止次数,该休止次数例如是5次左右。

在s53或s54的判定为“是”的情况下,cpu转移到s55,使禁止标志f_pump_ng从前次值反转。即,在禁止标志f_pump_ng的前次值为“0”的情况下切换到“1”,在前次值为“1”的情况下切换到“0”。此外,在s53和s54的判定为“否”的情况下,cpu转移到s56,将禁止标志f_pump_ng维持前次值。由此,在图11的处理中,在处于燃料切断中且燃料压力为目标值以下的情况下,交替地切换燃料泵的驱动和休止。

图12是重复执行图11的处理的情况下的时序图。更具体而言,图5是示出从时刻t0起开始了燃料切断的情况下的驱动次数计数器的计数值n_drv、停止次数计数器的计数值n_stp、禁止标志f_pump_ng和驱动信号的变化的图。

如参照图8和图11说明的那样,cpu在处于燃料切断中且输送管内的燃料压力为其目标值以下的情况下,按照每个泵出周期生成驱动信号,直到驱动次数计数器的计数值n_drv超过第1连续驱动次数的时刻t1为止,然后,重复进行断开驱动信号的间歇运转,直到停止次数计数器的计数值n_stp超过休止次数的时刻t2为止。由此,能够间歇地确保促进由于持续驱动燃料泵而升温的剩余电力消耗电路的散热的期间,因此能够防止剩余电力消耗电路的过升温。

图13是示出剩余电力消耗电路发生了故障时的更新禁止标志的步骤的流程图。在剩余电力消耗电路发生了故障的情况下,每次驱动燃料泵时产生的浪涌电流即使在升压电压vs超过保护电压vl时也被提供到升压电路,因此,当连续驱动燃料泵时,升压电路可能会达到过升压。因此,在图13的处理中,如以下说明的那样,执行交替进行燃料泵的驱动和休止的间歇运转。

在s61中,cpu判定驱动次数计数器的计数值n_drv是否为规定的第2连续驱动次数以上。该第2连续驱动次数是为了防止由于浪涌电流使升压电路达到过升压而设定的,例如是20次左右。在s62的判定为“否”的情况下,cpu转移到s62,判定停止时间计时器的计数值t_stp是否为规定的休止时间以上。该休止时间是为了防止由于浪涌电流使升压电路达到过升压而设定的,例如是12秒左右。

在s61或s62的判定为“是”的情况下,cpu转移到s63,使禁止标志f_pump_ng从前次值反转。即,在禁止标志f_pump_ng的前次值为“0”的情况下切换为“1”,在前次值为“1”的情况下切换为“0”。此外,在s61和s62的判定为“否”的情况下,cpu转移到s64,将禁止标志f_pump_ng维持前次值。由此,在图13的处理中,在燃料喷射被停止的期间、且剩余电力消耗电路发生故障的情况下,交替地切换燃料泵的驱动和休止。

图14是重复执行图13的处理的情况下的时序图。更具体而言,图14是示出在燃料切断中(f_fc=1)、在时刻t0检测到剩余电力消耗电路的故障的情况下的驱动次数计数器的计数值n_drv、停止时间计时器的计数值t_stp、禁止标志f_pump_ng和驱动信号的变化的图。

如参照图8和图13说明的那样,cpu在燃料喷射被停止的期间内、且检测到剩余电力消耗电路的故障的情况下,按照每个泵出周期生成驱动信号,直到驱动次数计数器的计数值n_drv超过第2连续驱动次数的时刻t1为止,然后,重复执行断开驱动信号的间歇运转,直到停止时间计时器的计数值t_stp超过休止时间为止。由此,能够间歇地确保通过漏电流使由于驱动燃料泵而上升的升压电压降低的期间,因此,即使在剩余电力消耗电路发生了故障的情况下,也能够防止升压电路的过升压。

以上,对本发明的一个实施方式进行了说明,但是本发明不限于此。也可以在本发明的主旨的范围内适当变更细部的结构。

例如在上述实施方式中,说明了在搭载于混合动力车辆的燃料喷射系统中应用本发明的情况,但是本发明不限于此。在混合动力车辆中,在行驶中的车辆中使用行驶用的马达来进行发动机的反冲起动,因此,与使用更小型的电池马达进行反冲起动的情况相比,反冲起动中的发动机的转速提高,因此,燃料泵的泵出周期缩短。因此,在搭载于混合动力车辆的燃料喷射系统中,由于对剩余电力消耗电路和升压电路施加的负担较大,因此,本发明可以说特别适合于搭载在混合动力车辆的燃料喷射系统。然而,也可以将本发明应用于搭载在如下车辆的燃料喷射系统,该车辆不使用行驶用的马达而是使用小型的电池马达进行反冲起动。

此外,在上述实施方式中,说明了通过齐纳二极管、电阻元件等已知的电子部件构成剩余电力消耗电路65的情况,但是本发明不限于此。该剩余电力消耗电路例如也可以构成为使去往电容器的剩余电力返回到未图示的电池的电池再生电路。

标号说明

v…车辆(混合动力车辆)

m…马达(电动机)

1…发动机(内燃机)

s…燃料喷射系统

3…输送管

4…喷射器

5…高压燃料泵(燃料泵)

55…流量控制阀(电磁阀)

6…ecu(控制装置)

61…燃料泵驱动乖电路

62…升压电路(喷射器驱动电路)

625…电容器(蓄电元件)

63…cpu(压缩指令生成装置,故障检测装置)

64…充电电路

65…剩余电力消耗电路

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