电磁阀控制装置以及使用它的内燃机控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电磁阀控制装置以及使用它的内燃机控制装置，例如，涉及一种 用于内燃机中所配设的电磁式燃料喷射阀的电磁阀控制装置以及使用它的内燃机控制装 置。
【背景技术】
[0002] -直以来，例如在汽车产业中，一直在推进用以降低尾气中所含的未燃烧颗粒 状物质（PM:particulate matter)的数量（未燃烧颗粒状物质数量（PN:particulate number))的技术开发。作为这种以往技术，例如已知有如下技术：通过改善内燃机中所配 设的燃料喷射阀所喷射的燃料的喷雾特性、或者降低燃料喷射的力度，来抑制喷射至内燃 机的燃烧室内的燃料的壁面附着。尤其是作为降低燃料喷射的力度的技术，提出有如下技 术：将一次燃烧冲程所需的燃料分多次进行喷射（多级喷射），从而降低每一次的燃料喷射 量。
[0003] 不过，已知如下情况：在将燃料从燃料喷射阀喷射至内燃机的燃烧室等的情况下， 即便像图22的上图那样以同一喷射脉冲（控制燃料喷射阀的开闭的驱动脉冲）驱动各燃 料喷射阀，各燃料喷射阀的阀芯的运动也会因各燃料喷射阀的弹簧特性或螺线管特性等而 发生变化，导致各燃料喷射阀的开阀开始时间或闭阀完毕时间、从开阀开始到闭阀完毕为 止的时间长度像图22的下图那样产生偏差。即，认为：从燃料喷射阀喷射至内燃机的燃烧 室等的燃料喷射量会因基于各燃料喷射阀的弹簧特性或螺线管特性等的喷射特性而在每 一个体上产生偏差。此外，由于该燃料喷射量的偏差量大致固定而与喷射自各燃料喷射阀 的燃料喷射量无关，因此，例如在像上述那样通过多级喷射来降低每一次的燃料喷射量的 情况下，偏差量相对于每一次的燃料喷射量的比例相对增大，从而有可能产生一次燃烧冲 程中所喷射的燃料喷射量远远偏离于目标燃料喷射量的问题。
[0004] 针对这种问题，在专利文献1中揭示有如下技术：对构成燃料喷射阀的电磁式致 动器的动作状态的变化进行检测，以根据各燃料喷射阀的喷射特性来变更各燃料喷射阀的 喷射脉冲，从而控制喷射自各燃料喷射阀的燃料喷射量。
[0005] 专利文献1中所揭示的检测方法是在包括具有电感的电磁铁以及利用该电磁铁 加以控制的动子的电磁式致动器中，利用指定时间的电感来检测电磁式致动器的动作状态 的变化的一种方法，例如为如下方法：在电感增减时或者通过电磁铁的电流测定值的斜率 发生变化时、通过电磁铁的电流的电流测定曲线与预先准备的电流评价曲线中的至少一个 曲线一致时等，检测到致动器的动作状态发生了变化。 以往技术文献 专利文献
[0006] 专利文献1 :美国专利申请公开案第2011/0170224号说明书
【发明内容】
发明要解决的问题
[0007] 然而，在专利文献1中所揭示的检测方法中，存在难以直接测定电感的变化的问 题。此外，在检测通过电磁铁的电流-电压值的斜率的变化的情况下，虽然必须对该电 流-电压值的时序数据进行2阶微分，但每次进行1阶微分时，时序数据中所含的噪声都会 被突出，因此存在难以精确地检测电流-电压值的斜率的变化的问题。进而，由于电流测定 曲线（电流值的大小或斜率等）会根据电磁式致动器的驱动电路的特性等而发生变化，因 此在对通过电磁铁的电流的电流测定曲线与电流评价曲线中的至少一个曲线进行比较的 情况下，还存在必须预先准备好这种可对应于大量电流测定曲线的大量电流评价曲线的问 题。
[0008] 本发明是鉴于所述问题而成，其目的在于提供一种电磁阀控制装置以及使用它的 燃料喷射控制装置，该电磁阀控制装置能以简便的构成精确地检测电磁阀的动作状态的变 化，即电磁阀的开阀时间或闭阀时间，从而精确地修正施加至电磁阀的驱动电压或驱动电 流以恰当地控制电磁阀的开闭。 解决问题的技术手段
[0009] 为了解决上述问题，本发明的电磁阀控制装置利用所施加的驱动电压及/或驱动 电流来控制电磁阀的开闭，其根据利用对所述电磁阀进行开闭时的所述驱动电压及/或驱 动电流的时序数据检测出拐点的时间，来修正施加至所述电磁阀的驱动电压及/或驱动电 流。 发明的效果
[0010] 根据以上的说明可知，根据本发明，根据利用对电磁阀进行开闭时的驱动电压或 驱动电流的时序数据检测拐点的时间，可精确地检测电磁阀的开阀开始时间或开阀完毕时 间、电磁阀的闭阀完毕时间，因此可通过使用该电磁阀的开阀开始时间或开阀完毕时间、闭 阀完毕时间，来修正施加至电磁阀的驱动电压或驱动电流以恰当地控制电磁阀的开闭。
[0011] 通过下面的实施方式的说明来明确除上述以外的问题、构成及效果。
【附图说明】
[0012] 图1为表示应用内燃机控制装置的燃料喷射装置的整体构成的整体构成图，该内 燃机控制装置使用本发明的电磁阀控制装置的实施方式1。 图2为以时序表不从图1所不的燃料喷射阀喷射燃料时的喷射脉冲、开关的动作状态、 驱动电压、驱动电流、阀芯的位移量的一例的图。 图3为以时序表示驱动电压相对较小的情况下的阀芯的位移量、驱动电压及驱动电流 的一例的图。 图4为以时序表示驱动电压相对较大的情况下的阀芯的位移量、驱动电压及驱动电流 的一例的图。 图5的（a)为以时序表不驱动电流和经归一化的阀芯位移量的一例的图，图5的（b) 为以时序表不驱动电流的1阶微分和经归一化的阀芯位移量的一例的图，图5的（c)为以 时序表不驱动电流的2阶微分和经归一化的阀芯位移量的一例的图。 图6的（a)为以时序表不驱动电压和经归一化的阀芯位移量的一例的图，图6的（b) 为以时序表不驱动电压的1阶微分和经归一化的阀芯位移量的一例的图，图6的（c)为以 时序表不驱动电压的2阶微分和经归一化的阀芯位移量的一例的图。 图7为说明利用驱动电流或驱动电压检测拐点时所使用的1阶滞后低通滤波器的图， 图7的（a)为说明其滤波系数的图，图7的（b)为说明其频率-增益特性的图。 图8为说明利用驱动电流或驱动电压检测拐点时所使用的汉宁窗的图，图8的（a)为 说明其滤波系数的图，图8的（b)为说明其频率-增益特性的图。 图9为示意性地表示图1所示的ECU的内部构成的一例的内部构成图。 图10为以时序表示2个燃料喷射阀的喷射脉冲修正值和阀芯的位移量的一例的图。 图11为不意性地表不图1所不的E⑶的内部构成的另一例的内部构成图。 图12为示意性地表示开阀开始偏差与开阀完毕偏差的关系的示意图。 图13的（a)为说明汉宁窗的滤波系数的图，图13的（b)为说明汉宁窗的2阶差分的 滤波系数的图。 图14为说明利用驱动电流或驱动电压检测拐点时所使用的高频提取滤波器的图，图 14的（a)为说明与图8的（b)所示的汉宁窗的频率-增益特性相乘的2阶差分的频率-增 益特性的图，图14的（b)为说明相乘所得的频率-增益特性的图。 图15为表示应用内燃机控制装置的燃料喷射装置的整体构成的整体构成图，该内燃 机控制装置使用本发明的电磁阀控制装置的实施方式2。 图16为示意性地说明驱动电流或驱动电压的变动的示意图，图16的（a)为说明驱动 电流或驱动电压的水平的变动的图，图16的（b)为说明驱动电流或驱动电压的斜率的变动 的图。 图17的（a)为说明利用驱动电流或驱动电压检测拐点时所使用的高频提取滤波器的 一例的图，图17的（b)为说明利用驱动电流或驱动电压检测拐点时所使用的高频提取滤波 器的另一例的图，图17的（c)为说明利用驱动电流或驱动电压检测拐点时所使用的高频提 取滤波器的再一例的图。 图18为示意性地说明对滤波器输入信号时的输出的示意图。 图19为示意性地说明对滤波器输入信号时的输出的示意图。 图20为示意性地说明利用参考曲线与信号的相关检测极值的方法的示意图。 图21为表示应用内燃机控制装置的燃料喷射装置的整体构成的整体构成图，该内燃 机控制装置使用本发明的电磁阀控制装置的实施方式3。 图22为以时序表示从以往的燃料喷射装置的燃料喷射阀喷射燃料时的喷射脉冲和阀 芯的位移量的图。
【具体实施方式】
[0013] 下面，参考附图，对本发明的电磁阀控制装置以及使用它的内燃机控制装置的实 施方式进行说明。再者，在本实施方式中，是对采用对内燃机的燃烧室内喷射燃料的电磁式 燃料喷射阀作为电磁阀，并将电磁阀控制装置用于内燃机控制装置的形态进行说明，但作 为电磁阀，可采用电磁方式驱动的适当的阀。
[0014] [实施方式1] 图1表示应用内燃机控制装置的燃料喷射装置的整体构成，该内燃机控制装置使用本 发明的电磁阀控制装置的实施方式1。
[0015] 图中所示的燃料喷射装置100主要由电磁式燃料喷射阀（电磁阀）10、发动机驱动 单元（EDU :Engine Drive Unit)(驱动电路）20及发动机控制器单元（EQJ :Engine Control Unit)(内燃机控制装置）30构成。再者，E⑶20与EDU 30可独立构成，也可一体构成。
[0016] 电磁式燃料喷射阀10主要包括：筒体9 ;筒状的固定芯体1，其固定配置在筒体9 的内部；螺线管3,其卷绕在隔着筒体9而配置在固定芯体1的外侧的绕线管3a上；动子5， 其配置在固定芯体1的下方，并且是以相对于筒体9沿轴线L方向相对自如移动的方式配 置；阀芯6,其随着动子5的移动而相对于筒体9沿轴线L方向相对移动；以及阀座7,其配 置在筒体9的下端，并且具有随着阀芯6的移动而开闭的阀孔（燃料喷射孔）7a。此外，在 固定芯体1的内部压入有调整件2,在调整件2与动子5之间配置有朝阀座7方向（下方） 对动子5施力的离合杆簧4。再者，螺线管3收容在配设在筒体9的外侧的壳体3b内。
[0017] 在动子5的下端形成有通孔，阀芯6的上端插入在该通孔中。阀芯6以沿轴线L方 向移动的方式由如下构件加以支承，即，由动子5的通孔的周缘部构成的动子导引体5a和 配置在阀座7的上侧的导引构件8。此外，在阀芯6的上端中的动子导引体5a的上方形成 有外形相对大于动子5的通孔的突设部6a，在动子5朝上方移动时，阀芯6的突设部6a与 构成动子5的通孔的动子导引体5a相接触，由此使得动子5与阀芯6 -体地朝上方移动。
[0018] 在未对电磁式燃料喷射阀10的螺线管3通电的状态下，因离合杆簧4的作用力而 朝阀座7对动子5施力，使得阀芯6的下端6b与阀座7抵接，从而关闭阀座7上所形成的 阀孔7a。此外，在对螺线管3通电的状态下，产生朝固定芯体1吸引动子5的磁吸引力，当 该磁吸引力胜过离合杆簧4