燃料喷射控制装置和燃料喷射系统的制作方法_2

文档序号:9430428阅读:来源:国知局
的树脂件13b的外周面被外壳16覆盖。外壳16由磁性材料形成为圆筒形状。此外,在外壳16的开口端部安装有由磁性材料形成的盖构件18。由此,线圈体被主体11、外壳16以及盖构件18所包围。
[0049]可动芯15由磁性材料形成为圆盘形状,被插入配置在主体11的内周面。此外,主体11、阀体12、线圈体、固定芯14、可动芯15以及外壳16被配置成各自的中心线一致。而且,可动芯15相对于固定芯14配置于喷孔17a侧,以在不向线圈13通电时与固定芯14之间具有规定的缝隙的方式与固定芯14对置配置。
[0050]当向线圈13通电而使固定芯14产生电磁吸引力时,通过该电磁吸引力而可动芯15被拉向固定芯14。其结果,与可动芯15连结的阀体12克服主弹簧SPl的弹性力和燃压闭阀力而提升(开阀工作)。燃压闭阀力是指燃料通路Ila内的燃料压力将阀体12推向闭阀侧的力。另一方面,当停止向线圈13的通电时,通过主弹簧SPl的弹性力而阀体12与可动芯15 —起进行闭阀工作。
[0051]图4是图2的放大图,并且表示向缸盖3的安装孔4插入并安装喷射器10的状态。如前所述,包围线圈体的主体11、外壳16、盖构件18以及固定芯14由磁性材料形成,因此形成作为通过向线圈13的通电而产生的磁通的通路的磁路。也就是说,磁通如图中的箭头所示那样在磁路中流动。
[0052]此外,将外壳16中的收容线圈13的区域的部分称为线圈区域部16a。另外,将外壳16中的形成磁路的区域的部分称为磁路区域部16b。换言之,插入方向(图4的上下方向)上的盖构件18的喷孔相反侧(图4的上侧)的端面位置是磁路区域部16b的喷孔相反侧的区域边界。在图4的例子中,磁路区域部16b中的插入方向(图4的上下方向)上的整体在整周上被安装孔4的内周面4a所包围。而且,缸盖3中的将磁路整周地包围的部分相当于“环状导电部3a(内燃机的规定部位)”。
[0053]主体11中的位于比外壳16靠喷孔侧的位置的部分的外周面与安装孔4的内周面4b接触(参照图1)。而外壳16的外周面在与安装孔4的内周面4a之间形成有间隙CL(参照图4)。换言之,磁路区域部16b的外周面与安装孔4的内周面4a隔着间隙CL而对置。
[0054]这样,磁路被环状导电部3a所包围,因此,当向线圈13流通电流而在磁路中产生磁通变化时(参照图4中的箭头),随着该磁通变化而在环状导电部3a中产生涡电流。该涡电流沿图4的纸面垂直方向流动。
[0055]返回到图2的说明,在可动芯15上形成有贯通孔15a,阀体12被插入配置于该贯通孔15a,从而阀体12被安装成能够相对于可动芯15滑动而相对移动。在阀体12的喷孔相反侧端部形成有卡止部12d。在可动芯15被固定芯14吸引而移动时,在卡止部12d卡止于可动芯15的状态下移动,因此在可动芯15的移动开始的同时,阀体12也开始移动(开阀工作)。但是,即使在可动芯15与固定芯14接触的状态下,阀体12也能够相对于可动芯15进行相对移动而提升。
[0056]在阀体12的喷孔相反侧配置有主弹簧SP1,在可动芯15的喷孔侧配置有副弹簧SP2。这些弹簧SP1、SP2是线圈状,在轴线C方向上变形而发生弹性变形。主弹簧SPl的弹性力(主弹性力Fsl)作为来自调整管101的反作用力而沿闭阀方向赋予至阀体12。副弹簧SP2的弹性力(副弹性力Fs2)作为来自主体11的凹部Ilb的反作用力而沿吸引方向赋予至可动芯15。
[0057]总之,阀体12被夹持在主弹簧SPl与落座面17b之间,可动芯15被夹持在副弹簧SP2与卡止部12d之间。而且,副弹性力Fs2经由可动芯15传递到卡止部12d,并沿开阀方向赋予至阀体12。因而,也可以说,从主弹性力Fsl减去副弹性力Fs2而得到的弹性力Fs沿闭阀方向赋予至阀体12。
[0058]详细地说,当阀体12提升时,主弹簧SPl的压缩量(弹性变形量)增大,因此主弹性力Fsl增大。另一方面,当阀体12提升时,副弹簧SP2的压缩量(弹性变形量)减少,因此副弹性力Fs2减少。它们的合成弹性力Fs ( = Fsl+Fs2)随着提升而增大。
[0059]闭阀时(行程=O)的主弹性力Fsl (设置载荷Fsetl)大于闭阀时的副弹性力Fs2(设置载荷Fset2)。因而,闭阀时的合成弹性力Fs小于设置载荷Fsetl。如图2所示,通过对调整管101相对于固定芯14的圆筒内部的安装位置进行调整,能够调整主弹簧SPl的设置载荷Fsetl。
[0060]接着,使用图5说明高压栗40。高压栗40是通过柱塞45的往复运动而进行燃料的吸入和喷出的活塞栗。详细地说,高压栗40的驱动轴5通过内燃机的曲柄轴被旋转驱动。也就是说,高压栗40是通过内燃机的旋转扭矩来驱动的机械式栗。凸轮机构46将驱动轴5的旋转运动转换为柱塞45的往复运动。柱塞45在配置于燃料通路48的中途的栗室44内进行往复运动。由此,从低压栗向高压栗40供给的燃料被吸入栗室44内,在通过柱塞45被压缩之后从栗室44向输送管30喷出。
[0061]在高压栗40的燃料吸入侧设置有随着通电而闭阀的常开式的调量阀43,通过控制该调量阀43的闭阀时间来调整高压栗40的燃料喷出量。S卩,在柱塞45下降时,燃料被吸入栗室44。之后,在柱塞45转为上升时,在调量阀43为非通电的情况下调量阀43保持开阀状态,由此栗室44内的燃料返回到上游侧。另一方面,当随着向调量阀43的通电而调量阀43被闭阀时,栗室44内的燃料的压力上升,该高压燃料被加压输送至输送管30。在该情况下,调量阀43的闭阀定时(通电定时)越滞后,则燃料加压输送期间越小,进而燃料加压输送量越少。此外,作为调量阀43,也可以代替常开式阀而采用常闭式阀。
[0062]另外,在逆止阀42的下游侧设置有作为限制燃料喷出压力的压力释放阀的溢流阀47。溢流阀47在高压栗40的燃料喷出压力为规定的溢流压力(例如25MPa)以上的情况下开阀,在该开阀时使高压栗40的喷出燃料经由燃料返回管49返回到燃料罐25。由此,避免输送管30内的燃料压力超过溢流压力。此外,溢流阀47也可以设置于输送管30,以代替设置于高压栗40。
[0063]返回到图1的说明,电子控制装置(EOT 20)相当于权利要求书所记载的“燃料喷射控制装置”,具备微型计算机(微机21)、集成IC 22、升压电路23、开关元件3¥2、3胃3、5¥4等。
[0064]微机21构成为具有中央运算装置、非易失性存储器(ROM)以及易失性存储器(RAM)等,基于内燃机的负荷和内燃机旋转速度计算燃料的要求喷射量Qreq和目标喷射开始时期。此外,预先进行试验来获取表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的特性线(参照图7),按照该特性线控制向线圈13的通电时间Ti,由此控制喷射量Q。
[0065]例如,基于所述特性线制作表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的映射图(T1-Q映射图),事先将该T1-Q映射图存储在存储器中。而且,参考T1-Q映射图来设定符合所要求的喷射量(要求喷射量Qreq)的通电时间Ti。此外,向喷射器10供给的燃压(也就是说,输送管30内的燃压)越高,则所需的通电时间Ti越短。因此,事先按每个供给燃压制作T1-Q映射图并存储,根据喷射时的供给燃压来切换要参考的T1-Q映射图。
[0066]集成IC 22具有控制开关元件SW2、Sff3, SW4的工作的喷射驱动电路22a以及控制升压电路23的工作的充电电路22b。这些电路22a、22b基于从微机21输出的喷射指令信号进行工作。喷射指令信号是指示向喷射器10的线圈13的通电状态的信号,由微机21基于前述的要求喷射量Qreq和目标喷射开始时期以及后述的线圈电流检测值I进行设定。喷射指令信号中包含后述的喷射信号、增压信号以及电池信号。
[0067]升压电路23具有线圈23a、电容器23b、二极管23c以及开关元件SW1。当充电电路22b控制开关元件SWl使得开关元件SWl交替地反复进行导通工作和截止工作时,从电池端子Batt施加的电池电压通过线圈23a升压(增压)并蓄积在电容器23b中。这样升压并蓄积的电力的电压相当于“增压电压”。
[0068]然后,当喷射驱动电路22a使开关元件SW2、SW4 —起进行导通工作时,向喷射器10的线圈13施加增压电压。另一方面,当切换成使开关元件SW2进行截止工作并使开关元件SW3进行导通工作时,向喷射器10的线圈13施加电池电压。此外,在使向线圈13的电压施加停止的情况下,使开关元件SW2、SW3、SW4进行截止工作。二极管24用于防止在开关元件SW2的导通工作时增压电压施加到开关元件SW3。
[0069]分流电阻25用于检测流过开关元件SW4的电流、即流过线圈13的电流(线圈电流),微机21基于在分流电阻25上产生的压降量,检测前述的线圈电流检测值I。
[0070]接着,详细说明通过流通线圈电流而产生的电磁吸引力(开阀力)。
[0071]固定芯14中产生的磁动势(安培匝数AT)越大,则电磁吸引力越大。也就是说,在线圈13的圈数相同的情况下,越是增大线圈电流来增大安培匝数AT,则电磁吸引力越大。但是,开始通电后起至吸引力饱和而成为最大值为止花费时间。在本实施方式中,将这样饱和而成为最大值时的电磁吸引力称为静态吸引力Fb。
[0072]另外,将阀体12开始开阀工作所需的电磁吸引力称为开阀必要力Fa。此外,向喷射器10的供给燃压越高,则阀体12开始开阀工作所需的电磁吸引力(开阀开始吸引力)越大。另外,根据燃料的粘性大的情况等各种状况,开阀开始吸引力变大。因此,将假设开阀开始吸引力最大的状况的情况下的开阀开始吸引力定义为开阀必要力Fa。
[0073]图6的曲线图(a)表示将燃料喷射实施一次的情况下的向线圈13的施加电压波形。如图所示,在由喷射指令信号指示的电压施加开始时期tl(也就是说,通电时间Ti的开始时期)施加增压电压来开始通电。于是,随着通电开始而线圈电流上升到第I目标值Il (参照图6的曲线图(b))。然后,在前述的线圈电流检测值I达到第I目标值Il的tl时间点使通电断开。总之,进行控制使得通过利用初次通电的增压电压施加来使线圈电流上升到第I目标值II。
[0074]之后,控制电池电压的通电,使得线圈电流维持被设定为比第I目标值Il低的值的第2目标值12。具体地说,交替地反复进行电池电压的通电的接通断开,使得线圈电流检测值I与第2目标值12之间的偏离在规定幅度以内,从而以使变动的线圈电流的平均值保持在第2目标值12的方式进行占空比控制。而且,第2目标值12被设定为使静态吸引力Fb为开阀必要力Fa以上的值。
[0075]之后,
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