專利名稱：燃料噴射裝置的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如用于內燃機的燃料噴射裝置的驅動裝置。
背景技術：
近年來，由于二氧化碳的排放限制加強、化石燃料枯竭的擔憂而追求內燃機的油耗(燃油消耗率)的改善。因此，在進行通過減少內燃機的各種損耗來實現油耗的改善。一般地，如果減少損耗則能夠降低機器運轉所需要的輸出，因而能夠降低內燃機的最低輸出。對于這樣的內燃機，產生了控制并供給最低輸出所對應的少燃料量的需要。此外，近年來，在減少機器的排量而小型化的基礎上，通過使用增壓器來獲得必要的輸出的小型化引擎受到注目。在小型化引擎中，通過小排量能夠降低泵送損耗(PumpingLoss)和摩擦，因此能夠改善油耗。另一方面，通過使用增壓器獲得足夠的輸出，并且通過缸內直接噴射帶來的吸氣冷卻效果，能夠避免伴隨增壓而壓縮比設定較低的問題，能夠改善油耗。特別地，對于用于該小型化引擎的燃料噴射裝置，必須能夠在從因小排量化獲得的最低輸出所對應的最小噴射量到因增壓獲得的最高輸出所對應的最大噴射量之間的大范圍內噴射燃料。一般地，燃料噴射裝置的噴射量由ECU (Engine Control Unit :引擎控制單元)輸出的噴射脈沖(驅動脈沖)的脈沖寬度所控制。如果延長脈沖寬度則噴射量變大，縮短脈沖寬度則噴射量變小。脈沖寬度與噴射量之間的關系為大致線性。然而，在噴射脈沖寬度較短的區(qū)間，由于可動件碰撞限制器等時產生的反彈現象(可動部件的回彈運動)，噴射量相對于噴射脈沖寬度并不線性地變化，因此，存在燃料噴射裝置可控制的最小噴射量增加的問題。此外，由于上述可動件的反彈現象，存在噴射量不穩(wěn)定的情況，這也成為最小噴射量增大、制造的燃料噴射裝置的個體差異增大的原因。如上所述，為了改善油耗，燃料噴射裝置需要降低可控制的最小噴射量。為了降低最小噴射量，需要抑制可動部件的回彈(Bound)運動，作為對應的技術，在日本特開昭58-214081號公報公開了如下電磁閥驅動裝置通過在開閥動作即將完成之前(即將到達目標上升量之前)迅速地切斷電流，降低柱塞(Plunger)的速度，抑制柱塞的反彈現象，由此改善流量特性的非線性，降低最小噴射量。此外，作為降低最小噴射量的另一方案，已知有日本特開2009-162115號公報中公開的燃料噴射控制裝置。在該燃料噴射控制裝置中，從高電壓源向燃料噴射裝置供給電流后，迅速地將電流放電，降低到無法保持閥芯的開閥狀態(tài)的第一電流值以下，之后通過供給能夠保持開閥狀態(tài)的第二電流值，降低在小脈沖區(qū)間的燃料噴射閥的開閥延遲，使最小噴射量得以降低?，F有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開昭和58-214081號公報專利文獻2 :日本特開2009-162115號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題在上述現有技術中，針對切斷驅動電流的時刻的考慮并不充分。在開閥中途，從切斷驅動電流到磁吸力降低之間存在時間延遲，因此，不僅需要在開閥完成之前，還需要進一步在期望的減速時刻之前切斷驅動電流。特別地，對于要求高響應性的缸內噴射用燃料噴射裝置，由于閥芯的高速運動，SP使在閥芯的開閥動作即將完成之前切斷電流，雖然磁吸力減小，但在獲得減速力前的延遲時間的期間內開閥完成，無法獲得充分的效果。此外，在日本特開2009-162115號公報公開的裝置中，針對切斷來自高電壓源的電流后恢復到能夠保持開閥狀態(tài)的保持電流值時產生的問題的考慮并不充分。從高電壓源供給電流后，切斷電流，使電流降低到無法保持開閥狀態(tài)的電流值的情況下，如果持續(xù)此狀態(tài)則無法維持開閥狀態(tài)而閉閥。因此，需要供給能夠維持開閥狀態(tài)的電流值、即在切斷電流后供給保持電流。然而，利用蓄電池電壓從切斷期間的電流值轉移到保持電流，電流值達到規(guī)定的保持電流的時間變長，存在無法穩(wěn)定地維持開閥狀態(tài)的問題。本發(fā)明的目的為提供抑制閥芯的不穩(wěn)定運動、降低最小噴射量的燃料噴射裝置的驅動裝置。用于解決課題的方案本發(fā)明的燃料噴射裝置的驅動裝置，具有電壓控制單元，其選擇性地控制第一電壓源、施加比第一電壓源高的電壓的第二電壓源和燃料噴射裝置之間的電連接，電壓控制單元，在從閉閥狀態(tài)到開閥狀態(tài)而使燃料噴射裝置中閥芯動作的開閥時，對燃料噴射裝置施加第二電壓源的電壓，從第二電壓源向燃料噴射裝置供給閥芯的驅動電流，之后停止施加第二電壓源的電壓，進而通過對燃料噴射裝置施加第一電壓源的電壓，從第一電壓源向燃料噴射裝置供給使閥芯保持為開閥狀態(tài)的保持電流，在停止施加第二電壓源的電壓的情況下，通過停止第二電壓源的電壓的施加，使閥芯的驅動電流減小到閥芯無法保持開閥狀態(tài)的電流值，之后重新開始施加電壓，使驅動電流增大到比保持電流大的第一目標電流值，之后使驅動電流減小到比第一目標電流值小的第二目標電流值，從第一電壓源供給保持電流。此時，通過對燃料噴射裝置施加第二電壓源的電壓，使驅動電流增大到第一目標電流值。進而，在停止施加第二電壓源的電壓而使閥芯的驅動電路減小到第一目標電流值時，在閥芯到達最大上升位置之前閥芯移動速度降低的時刻，停止施加第二電壓源的電壓。此外，在使驅動電流增大到比保持電流大的第一目標電流值之后，進行控制以使第一目標電流值維持規(guī)定時間，之后使驅動電流減小到第二目標電流值。此時，使第一目標電流值維持規(guī)定時間的控制，是對燃料噴射裝置施加第一電壓源的電壓來進行的。而且，進行控制以使第二目標電流值維持規(guī)定時間。此外，作為在停止施加第二電壓源的電壓并減小閥芯的驅動電流到閥芯無法保持開閥狀態(tài)的電流值后，使驅動電流從閥芯無法保持開閥狀態(tài)的電流值增大到能夠保持開閥狀態(tài)的第一目標電流值時所用的電壓源，能夠選擇第一電壓源和第二電壓源中的任一者。發(fā)明效果
根據本發(fā)明，由于能夠快速切換保持電流值，并能夠抑制閥芯的不穩(wěn)定運動，因此能夠提供降低了最小噴射量的的燃料噴射裝置的驅動裝置。本發(fā)明其它目的、特征和優(yōu)點能夠通過以下關于附圖的本發(fā)明實施例的記載明白。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的燃料噴射裝置的縱截面圖和表示連接到該燃料噴射裝置的驅動電路和引擎控制單元(ECU)的結構的圖。圖2是表示驅動燃料噴射裝置的一般的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的電壓與勵磁電流的時刻、閥芯運動的關系的圖。圖3是表示圖2中噴射脈沖的脈沖寬度Ti與燃料噴射量的關系的圖。圖4是表示本發(fā)明的第一實施例的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的驅動電壓、驅動電流(勵磁電流)與閥芯位移量(閥芯運動)的關系的圖。圖5是表示第一實施例的噴射脈沖的脈沖寬度Ti與燃料噴射量的關系的圖。圖6是表示本發(fā)明的第二實施例的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的驅動電壓、驅動電流(勵磁電流)與閥芯位移量(閥芯運動)的關系的圖。圖7是表示本發(fā)明的第三實施例的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的驅動電壓、驅動電流(勵磁電流)與閥芯位移量(閥芯運動)的關系的圖。圖8是針對用于驅動燃料噴射裝置的驅動電路，表示本發(fā)明的一個實施例的結構圖。圖9是針對圖8的驅動電路，表示噴射脈沖、驅動電流(勵磁電流)與開關元件的切換時刻的圖。
具體實施例方式下面利用圖1 圖7針對本發(fā)明的燃料噴射裝置及其驅動裝置的結構與動作進行說明。首先利用圖1說明燃料噴射裝置及其驅動裝置的結構與基本動作。圖1是燃料噴射裝置的縱截面圖和表示用于驅動該燃料噴射裝置的EDU (Engine Drive Unit，引擎驅動電路)121、EQJ (Engine Control Unit :引擎控制單元)120的結構的一個例子的圖。本實施例中，E⑶120和EDU121作為相互獨立的部件而構成，但E⑶120和EDU121可以作為一體部件而構成。ECU120從各種傳感器接收表示引擎狀態(tài)的信號，根據內燃機的運轉狀態(tài)進行合適的噴射脈沖寬度和噴射時刻的計算。ECU120輸出的噴射脈沖通過信號線123輸入到燃料噴射裝置的驅動電路121。驅動電路121控制施加在電磁線圈105的電壓，供給電流。ECU120能夠通過通信線122與驅動電路121通信，根據供給燃料噴射裝置的燃料的壓力和運轉條件切換由驅動電路121生成的驅動電流。驅動電路121能夠通過與E⑶120的通信改變控制參數，電流波形根據控制參數而變化。利用燃料噴射裝置的縱截面對結構和動作進行說明。如圖1所示的燃料噴射裝置為常閉型電磁閥(電磁式燃料噴射閥)，在電磁線圈(線圈)105未通電的狀態(tài)下,作為可動件的閥芯114被作為第一彈簧的彈簧110推向閥座118,與閥座118緊密接觸形成關閉狀態(tài)。在該關閉狀態(tài)下，銜鐵(anchor) 102被作為第二彈簧的零位彈簧112推向固定核心107側(開閥方向)，與設于閥芯114的固定核心側的端部的限制部114a緊密接觸。該狀態(tài)下，為銜鐵102與固定核心107之間存在間隙的狀態(tài)。引導閥芯114的閥桿部114b的閥桿導軌113被固定在形成殼體的噴嘴支架101上。閥芯114與銜鐵102以能夠相對移位的方式構成，被內置在噴嘴支架101中。此外，閥桿導軌113構成零位彈簧112的彈簧座。彈簧110產生的力在組裝時根據固定在固定核心107的內徑上的彈簧固定器124的縮進量來調整。并且，零位彈簧112的作用力設定為比彈簧110的作用力小。燃料噴射裝置中，固定核心107、銜鐵102、磁軛103構成磁路，銜鐵102與固定核心107之間有空隙。在與噴嘴支架101的銜鐵102和固定核心106之間的空隙對應的部分形成有隔磁片111。電磁線圈105在卷繞于線軸104的狀態(tài)下安裝在噴嘴支架101的外周側。設計成在閥芯114的限制部114a的相反側的端部的附近，閥桿導軌115固定在噴嘴支架101上。閥芯114由第一閥桿導軌113和第二閥桿導軌115這兩個閥桿導軌引導在閥軸方向上的運動。噴嘴支架101的前端部上固定有形成了閥座118和燃料噴射孔119的孔板116，從外部密封設置有銜鐵102和閥芯114的內部空間(燃料通路)。燃料從燃料噴射裝置的上部供給，由閥芯114的限制部114a的相反側的端部上形成的密封部與閥座118密封燃料。閉閥時，因燃料壓力，閥芯被閥座位置上與閥座內徑相應的力推向關閉方向。電磁線圈105通電流后,在銜鐵102與固定核心107之間產生磁通,產生磁吸力。作用于銜鐵102的磁吸力超過彈簧110產生的載荷與燃料壓力導致的力之和后，銜鐵102向上方運動。此時銜鐵102在與閥芯114的限制部114a卡合的狀態(tài)下與閥芯114 一起向上方移動，移動到銜鐵102的上端面碰撞到固定核心107的下表面為止。結果，閥芯114離開閥座，供給的燃料從多個燃料噴射孔119噴射。切斷電磁線圈105的電流后，磁路中產生的磁通消失，磁吸力也消失。由于作用于銜鐵102的磁吸力消失，閥芯114因彈簧110的載荷和燃料壓力導致的力回到與閥座118接觸的關閉位置。閥芯114回到關閉位置的動作中，銜鐵102與閥芯114的限制部114a成卡合狀態(tài)一起移動。本實施例的燃料噴射裝置中，閥芯114與銜鐵102在開閥時銜鐵102碰撞固定核心107的瞬間和閉閥時閥芯114碰撞閥座118的瞬間的非常短的時間內，由于產生相對的位移，達到了抑制銜鐵102相對于固定核心107的回彈和閥芯114相對于閥座118的回彈的效果。并且，通過如上構成，彈簧110向與磁吸力導致的驅動力方向相反的方向對閥芯114施力，零位彈簧112向與彈簧110的作用力相反的方向對銜鐵102施力。接著，針對驅動燃料噴射裝置的一般的噴射脈沖、驅動電壓、驅動電流(勵磁電流)與閥芯位移量(閥芯運動)之間的關系(圖2)和噴射脈沖寬度與燃料噴射量之間的關系(圖3)進行說明。
如圖2所示，從E⑶120向驅動電路121輸入噴射脈沖后，驅動電路121從被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源向電磁線圈105施加高電壓201，開始對電磁線圈105的電流供給。電流值到達預先確定的峰值電流值Ipeak后，驅動電路121停止高電壓201的施加。之后，驅動電路121使施加的電壓降低到OV以下，使電流值像電流202 —樣下降。在電流值比規(guī)定的電流值204小后，驅動電路121通過切換進行蓄電池電壓的施加，進行控制以使成為規(guī)定的電流203。通過這樣的供給電流的方式，燃料噴射裝置被驅動。從高電壓201的施加到到達峰值電流之間閥芯上升開始，閥芯最后到達目標上升位置。到達閥芯的目標上升位置后，因銜鐵102與固定核心107的碰撞，閥芯114做回彈運動，最后因保持電流產生的磁吸力，閥芯114靜止在規(guī)定的目標上升位置，成為穩(wěn)定的開閥狀態(tài)。并且，閥芯114由于以與銜鐵102之間能夠相對移位的方式構成，越過目標上升位置進行位移。接著，對圖3所示的噴射脈沖寬度Ti與燃料噴射量的關系進行說明。噴射脈沖寬度在未到達一定時間時，由于閥芯未開閥所以不噴射燃料。在噴射脈沖寬度較短、例如301的條件下，雖然閥芯開始上升，但由于閥芯到達目標上升位置前開始閉閥動作，噴射量變得比從直線區(qū)域320外延的虛線330少。點302的脈沖寬度中，由于到達目標上升位置之后立刻開始閉閥動作，閉閥所需的時間比例變大，噴射量變得比虛線330多。點303的脈沖寬度中，由于在閥芯的回彈量為最大的時刻t23開始閉閥動作，從噴射脈沖OFF (停止)到完成閉閥的關閉延遲時間變小，其結果是噴射量變得比虛線330少。點304為在閥芯的回彈收斂后的時刻t24開始閉閥的狀態(tài)，對于比點304大的噴射脈沖寬度，隨著噴射脈沖寬度Ti的增加，燃料的噴射量線性地增大。從開始燃料噴射到點304所示的脈沖寬度的范圍中，由于閥芯的回彈不穩(wěn)定所以噴射量發(fā)生變動。燃料噴射量隨著噴射脈沖寬度Ti的增加而增大的區(qū)域增多，對于降低最小噴射量是重要的。如圖2所示的一般的驅動電流波形中，因銜鐵102與固定核心107的碰撞而產生的閥芯114的回彈大，由于閥芯114回彈中途開始閉閥動作，到達點304之前的短噴射脈沖寬度的范圍內產生非線性，該非線性成為最小噴射量惡化的原因。因此，為了改善噴射量特性的非線性，需要降低到達目標上升位置后發(fā)生的閥芯114的回彈。實施例1利用圖4、圖5說明本發(fā)明的第一實施例。圖4是表示從E⑶(引擎控制單元)輸出的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的驅動電壓、驅動電流(勵磁電流)和閥芯位移量(閥芯運動)的關系的圖。此外，圖5是表示ECU輸出的噴射脈沖的脈沖寬度Ti與燃料噴射量的關系的圖。從E⑶120向驅動電路121輸入噴射脈沖后，從被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源施加高電壓410，開始對電磁線圈105的電流供給。電流值到達預先確定的峰值電流值Ipeak后，驅動電路121停止高電壓的施加，使施加的電壓降低到OV以下，使電流值像電流403 —樣下降。之后，驅動電路121切斷或抑制電流值，使像電流405 —樣下降到無法保持開閥狀態(tài)的電流值。從該電流的切斷開始的規(guī)定時間，使之為比保持電流值409小的電流。之后，再次從被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源施加高電壓411，向電磁線圈105供給電流。由于該高電壓411的施加，移動到保持電流408。通過這樣在切斷電流、降低到能夠保持開閥狀態(tài)的電流值以下后，施加被升壓后的高電壓，能夠快速地轉移到穩(wěn)定地維持開閥狀態(tài)的電流值。接著，在到達電流能夠保持開閥狀態(tài)的第一電流值406后，驅動電路通過切換進行蓄電池電壓的施加，進行控制以維持第一電流值406，流過驅動電流408。在保持驅動電流408規(guī)定時間后，降低電流值，在到達能夠保持開閥的第二電流值407后，驅動電路121通過切換進行蓄電池電壓的施加，進行控制以維持第二電流值407，流過驅動電流409。通過以第一電流值406為目標電流值控制驅動電流408，能夠快速地進行向驅動電流409的切換和閉閥動作。這樣，第二電流值407設定為比第一電流值406小的值，驅動電流409也比驅動電流408小。此外，從驅動電流408到驅動電流409的切換有施加OV以下的電壓而迅速降低電流值的情況和通過OV或正的電壓施加使其緩慢變化的情況。從噴射脈沖OFF(停止)到閥芯閉閥的閉閥延遲時間受到噴射脈沖OFF (停止)時的電流值的大小的影響。如果該電流值小，則閉閥延遲時間變小。因此，利用OV以下的電壓迅速地進行從驅動電流408到驅動電流409的切換的情況下，具有能夠迅速移動到閉閥延遲時間固定的區(qū)域、即噴射量為線性的區(qū)域的效果。緩慢地進行從驅動電流408到驅動電流409的切換的情況下，具有切換期間的噴射量緩慢移動到線性區(qū)域的效果。這可根據驅動對象的燃料噴射裝置的特性來選擇。通過這樣的電流的方式驅動閥芯114所獲得的效果說明如下。在此，從高電壓410的施加開始到到達峰值電流值Ipeak之間閥芯114的上升開始。上升開始后，像電流403一樣切斷或抑制電流值，像電流405 —樣降低到比驅動電流409小的電流值。在該從到達峰值電流值Ipeak到降低到無法保持開閥的電流值的期間稱為電流降低期間。通過設置該電流降低期間，在銜鐵102將要碰撞固定核心107之前的時刻t43使閥芯114減速，通過降低碰撞時的速度，能夠抑制開閥后的閥芯回彈。并且，在該電流降低期間，從切斷驅動電流到磁通消失、磁吸力下降有延遲。因此，從切斷電流到閥芯114減速產生延遲時間404。因此，為了在閥芯114將要到達目標上升位置之前的t43時刻使閥芯減速，需要在比t43更早的例如t32時刻開始切斷電流。此時，開始切斷電流的時刻可在閥芯114開始上升的t41時刻與閥芯114減速的t43時刻之間。通過在這樣的時刻進行電流切斷，能夠在閥芯114到達目標上升位置前使閥芯114減速，通過該減速效果，能夠抑制到達目標上升位置后閥芯114的回彈運動。其結果是，噴射脈沖寬度較短的區(qū)域的噴射量特性接近直線，能夠降低最小噴射量。進一步地，對于切斷電流的時刻，在施加高電壓410的階段，在電流到達能夠維持開閥狀態(tài)的電流值407的時刻后，進行電流切斷，并且該切斷時刻在比閥芯減速早的時刻進行。通過在這樣的時刻進行電流切斷，閥芯114可靠地開始開閥，獲得必要的速度，并且能夠在到達目標上升位置前減速。通過該減速效果，能夠抑制開閥時到達目標上升位置后閥芯114的回彈運動，噴射脈沖寬度較短的區(qū)域的噴射量特性接近直線，能夠降低最小噴身寸量。在此，不僅在本發(fā)明中，在從電流405到電流408的切換未使用高電壓411的情況下，在到達峰值電流值Ipeak后設置電流降低期間，成為無法保持開閥狀態(tài)的電流405時，由于峰值電流、保持電流、電流降低期間、從電流405到電流408的移動時刻、燃料壓力、燃料噴射裝置的個體差異等因素，驅動電流和閥芯114的運動偏離規(guī)定值，存在閥芯114運動不穩(wěn)定的可能性。例如，到達目標上升位置之前的閥芯114的過渡運動相對于規(guī)定的動作發(fā)生變化，到達目標上升位置的時間比規(guī)定的閥芯114運動早的情況下，由于用于使閥芯114減速的電流405，存在在磁吸力降低的期間中閥芯114到達目標上升位置的可能性。此時，在到達目標上升位置后，無法保證用于維持開閥狀態(tài)的足夠的磁吸力，存在閥芯114的運動不穩(wěn)定的情況。基于上述理由，從閥芯114運動穩(wěn)定性的觀點，有在到達目標上升位置后迅速地切換到電流408的需要。因此，本實施例中，通過在切換到電流408的期間412從高電壓源施加電壓411，再次迅速地產生磁吸力，將電流值迅速地切換到電流408。通過這樣做，能夠抑制因無法保證能夠維持開閥狀態(tài)的磁吸力而產生的閥芯的不穩(wěn)定運動。并且，能夠在保持電流408 —定時間后，閥芯114的回彈穩(wěn)定后，設定電流408的保持時間，以進行到電流409的切換。能夠保持開閥狀態(tài)的電流值可根據供給到燃料噴射裝置的燃料壓力、燃料噴射裝置的彈簧110和零位彈簧112的設定載荷、或產生的磁吸力等力的方式變化。例如，燃料壓力因引擎的轉速、負載而變化，保持電流409的電流值、閥芯114的運動都穩(wěn)定的情況下，也可進行從保持電流409以下的電流值405直接切換到保持電流409的電流控制。如果能夠這樣，則能夠降低電流408的期間中的閉閥延遲時間，能夠進一步降低閥芯114開始閉閥的狀態(tài)下的最小噴射量。此外，由于能夠保持開閥的電流值隨燃料壓力變化，可進行從ECU120改寫驅動電路121的控制參數的電流控制，使得對于保持電流408、409，在燃料壓力較低的情況下減小電流，在燃料壓力較高的情況下增大電流。如果能夠這樣做，尤其在低燃料壓力時能夠減小保持電流，閉閥延遲時間減小，有回彈抑制效果且能夠降低最小噴射量。根據以上方法，通過抑制到達開閥時的目標上升位置后產生的閥芯114的回彈，能夠使圖5所示的噴射量特性的直線性改善成如噴射量特性520 —樣。因此，在現有的驅動波形的噴射量特性320中，存在由于閥芯114的回彈的原因而無法使噴射量到達點304以下的問題，通過本實施例抑制閥芯114的回彈，能夠使噴射量降低到點501。由此，能夠將噴射量特性的線性區(qū)域擴大到低流量側，能夠降低可控制的最小噴射量。并且，在使用本發(fā)明的驅動方法的情況下，與圖2所說明的驅動波形相比，存在燃料噴射裝置正常動作的燃料壓力的界限降低的情況。因此，進行驅動電流的切換，使得在最小噴射量為必要條件下使用本實施例的驅動電流波形，在需要在高燃料壓力下動作的情況下，使用圖2所說明的驅動電流，是有效的。利用圖8對第一實施例中的燃料噴射裝置的驅動電路的結構進行說明。圖8是表示驅動燃料噴射裝置的電路結構的圖。CPU801例如內置于E⑶120，根據內燃機的運轉條件進行合適的噴射脈沖Ti的脈沖寬度(即噴射量)和噴射時刻的計算，通過通信線804向燃料噴射裝置的驅動IC802輸出噴射脈沖Ti。之后，通過驅動IC802切換開關元件805、806、807的ON、OFF (接通、斷開)，向燃料噴射裝置815供給驅動電流。開關元件805連接在比輸入驅動電路的電壓源VB高的高電壓源VH與燃料噴射裝置807的高電壓側端子之間。開關元件805、806、807例如由FET或晶體管等構成。高電壓源VH的電壓值例如為60V，通過升壓電路814對蓄電池電壓升壓而產生。升壓電路814例如由DC/DC轉換器等構成。開關元件807連接在低電壓源VB與燃料噴射裝置的高壓端子之間。低電壓源VB例如為蓄電池電壓，其電壓值為12V。開關元件806連接在燃料噴射裝置815的低電壓側的端子與接地電位之間。驅動IC802通過電流檢測用電阻808、812、813檢測流過燃料噴射裝置815的電流值，根據檢測到的電流值切換開關元件805、806、807的0N、OFF (接通、斷開)，生成期望的驅動電流。為了切斷電流安裝有二極管809和810。CPU801通過驅動IC802和通信線803進行通信，能夠根據供給到燃料噴射裝置815的燃料的壓力和運行條件切換驅動IC802生成的驅動電流。利用圖8和圖9說明用于生成流過第一實施例的燃料噴射裝置的勵磁電流的開關元件的切換時刻。圖9是表示CPU801輸出的噴射脈沖、驅動電流(勵磁電流)、開關元件805、開關元件806、開關元件806的ON、OFF (接通、斷開)時刻的圖。在時刻t91，CPU801使得噴射脈沖Ti通過通信線804輸入驅動IC802后，開關元件805和開關元件806成為ON (接通)，從比蓄電池電壓高的高電壓源VH向燃料噴射裝置815供給驅動電流，驅動電流迅速地上升。驅動電流到達峰值電流Ipeak后，開關元件805、開關元件806、開關元件都為OFF (斷開)，由于燃料噴射裝置815的電感產生反電動勢，二極管809和二極管810通電，驅動電流回流到電壓源VH側，供給到燃料噴射裝置815的驅動電流像電流903 —樣從峰值電流值Ipeak急速降低。并且,從峰值電流值Ipeak到電流905的轉移期間中使開關元件806為ON (接通)后，反電動勢能量產生的電流流動到接地電位側，電流緩慢降低。之后，到達時刻t93后，再次使開關元件805和開關元件806為ON (接通)，從高電壓源VH向燃料噴射裝置815供給驅動電流，電流急速上升。之后，在電流達到電流值906后，使開關元件805為OFF (斷開)，進行開關元件807的ON、OFF (接通、斷開)的切換，控制電流908，使其保持在電流值906或它附近的電流值上。在保持電流908 —定時間后，使開關元件807為OFF(斷開)，降低電流。達到電流值907后，再次進行開關元件的0N、OFF (接通、斷開)切換，控制電流909，使其保持在電流值907或它附近的電流值上。之后，噴射脈沖變成OFF (停止)后，開關元件806和開關元件807都為OFF (斷開)，電流降低。實施例2利用圖6對第二實施例進行說明。圖6是表示ECU (引擎控制單元)輸出的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的驅動電流、驅動電流(勵磁電流)與閥芯位移量(閥芯運動)的關系的圖。并且，下面說明的驅動電壓或者驅動電流的控制使用第一實施例中說明的圖8的驅動電路，能夠通過改變驅動電壓或驅動電流的控制方法(切換時刻)實施。輸入噴射脈沖后，從被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源VH施加高電壓610，開始對電磁線圈105的電流供給。電流值到達預先確定的峰值電流值Ipeak后，停止高電壓的施加，使施加的電壓降低到OV以下，使電流值像電流603 —樣下降。之后切斷電流，使之像605—樣下降到無法保持開閥狀態(tài)的電流值。從該電流的切斷開始的規(guī)定時間，使之為比能夠保持閥芯114的電流值607小的電流。之后，再次從被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源VH施加高電壓611，向電磁線圈105供給電流。由于該高電壓611的施加，移動到保持電流608。通過這樣在切斷電流、降低到能夠保持開閥的電流值以下后，施加被升壓后的高電壓，能夠快速地轉移到穩(wěn)定地維持開閥的狀態(tài)。接著，在電流到達能夠保持開閥的第一電流值607后，驅動電路通過切換進行蓄電池電壓的施加，進行控制以使電流值保持在電流值607或其附近，流過驅動電流608。在保持驅動電流608規(guī)定時間后，增加電流，在到達能夠保持開閥的第二電流值606后，驅動電路通過切換進行蓄電池電壓的施加，進行控制以使電流值保持在電流值606或其附近，流過比驅動電路608大的驅動電流609。
此外，從驅動電流608到驅動電流609的切換有從被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源VH施加高電壓而迅速增加電流值的情況、和通過蓄電池電壓的施加使其緩慢變化的情況。從噴射脈沖OFF (停止)到閥芯114閉閥的閉閥延遲時間受到噴射脈沖OFF(停止)時的電流值的影響。如果該電流值小，則閉閥延遲時間變小。因此，利用來自被升壓到比蓄電池電壓高的電壓的高電壓源VH的高電壓迅速地進行從驅動電流608到驅動電流609的切換的情況下，具有能夠迅速移動到噴射量為線性的區(qū)域的效果。緩慢地進行切換的情況下，具有從驅動電流608到驅動電流609的切換期間的噴射量緩慢移動到線性區(qū)域的效果。根據驅動對象的燃料噴射裝置的特性來選擇即可。通過這樣的電流的方式驅動閥芯所獲得的效果說明如下。在此，從高電壓610的施加開始到到達峰值電流值Ipeak之間閥芯114上升開始。上升開始后，像電流603 —樣設置降低電流值的電流降低期間。在該期間，像電流605 —樣降低到無法保持開閥的電流值(比驅動電路608和驅動電路609低的電流值)。通過設置電流降低期間，在銜鐵102將要碰撞固定核心107之前的時刻t63使閥芯114減速,通過降低碰撞時的速度,能夠抑制開閥后的閥芯114的回彈。并且，從切斷驅動電流到磁通消失、磁吸力下降有延遲。因此，從切斷電流到閥芯114減速產生延遲時間604。此時，開始切斷電流的時刻可在閥芯114開始上升的t61時刻與閥芯114減速的t63時刻之間。該效果與第一實施方式相同。進一步地，對于切斷電流的時刻，在施加高電壓610的階段，在電流到達能夠維持開閥狀態(tài)的電流值607以上的時刻后進行電流切斷，并且該切斷時刻可在比閥芯114減速早的時刻進行。通過在這樣的時刻進行電流切斷，閥芯114可靠地開始開閥，獲得必要的速度，并且能夠在到達目標上升位置前減速。通過該減速效果，能夠抑制開閥時到達目標上升位置后閥芯114的回彈運動，噴射量特性的線性區(qū)域擴大到低流量側，能夠降低最小噴射量。根據以上方法，通過抑制到達開閥時的目標上升位置后產生的閥芯114的回彈，能夠改善噴射量特性的直線性。此外，通過使驅動電流608比驅動電流609小，使從電流605到驅動電流609的轉移平緩，能夠使噴射量特性平緩地轉移到線性區(qū)域，并且在驅動電流608的期間回彈收斂，并能夠降低開始閉閥的狀態(tài)下的最小噴射量。實施例3利用圖7對第三實施例進行說明。圖7是表示ECU (引擎控制單元)輸出的噴射脈沖、供給到燃料噴射裝置的驅動電壓、驅動電流(勵磁電流)與閥芯位移量(閥芯運動)的關系的圖。并且，下面說明的驅動電壓或者驅動電流的控制使用第一實施例中說明的圖8的驅動電路，能夠通過改變驅動電壓或驅動電流的控制方法(切換時刻)實施。本實施例中，與第一實施例不同的點是，進行控制使得電流值達到預先確定的電流值713后，驅動電路121通過切換進行高電壓源VH的施加，在一定時間成為規(guī)定的電流702的點。通過這樣保持電流702 —定時間，獲得的效果如下所述。在此，從高電壓710的施加開始到到達峰值電流值713的期間，閥芯114上升開始。之后，像電流702 —樣保持比第一實施例和第二實施例的峰值電流值Ipeak小的電流值713 —定時間。由于電流702控制得比峰值電流Ipeak低，具有抑制驅動電路121和燃料噴射裝置的發(fā)熱的效果。另一方面，通過切換高電壓源VH供給電流702，抑制了峰值電流，并能夠供給開閥所需時間的電流。高電壓源VH的切換可在高壓源與蓄電池電壓之間進行切換。此時，能夠減小電流702中因高電壓切換產生的電流最大值和最小值的寬度，能夠供給穩(wěn)定的電流。此外，通過使切斷電流的時刻t72的電流值比第一實施例和第二實施例的峰值電流值低，能夠使從切斷電流的時刻到無法保持開閥狀態(tài)的電流705的轉移更為快速。其結果是，在銜鐵102將要碰撞固定核心107之前的時刻t73可使閥芯114減速，能夠在比第一實施例和第二實施例早的時刻獲得減速效果。由此，能夠降低到達目標上升位置時t74的閥芯114的碰撞速度，提高開閥后的回彈抑制效果。在第三實施例中，在到達峰值電流值后切斷電流，急速地使電流降低為無法保持開閥狀態(tài)的電流值，與圖2所說明的驅動波形相比，存在燃料噴射裝置正常動作的燃料壓力的界限降低的情況。因此，進行驅動電流的切換，使得在最小噴射量成為必要的情況下使用本發(fā)明的第一實施例、第二實施例或第三實施例的任一個中的驅動電流，在輸出成為必要的情況下，使用圖2所說明的驅動電流，是有效的。此外，根據本發(fā)明的各實施例，能夠降低開閥時銜鐵102與固定核心107的碰撞速度，結果能夠降低燃料噴射裝置的驅動聲音。此外，在本發(fā)明的各實施例中，可使用與圖1說明的燃料噴射裝置即銜鐵102和閥芯114為獨立部件的燃料噴射裝置，而使用銜鐵102與閥芯114為一體結構的燃料噴射裝置時本發(fā)明也有效。上述記載針對實施例，本發(fā)明并不限于此，在本發(fā)明的精神和附屬的權利要求的范圍內能夠進行各種變更和修正，這對于本領域技術人員自可明了。符號說明101......噴嘴支架102......銜鐵103......磁軛105......電磁線圈107......固定核心110......彈簧112......零位彈簧113、115......閥桿導軌114......閥芯116......孔板118......閥座119......燃料噴射
權利要求
1.一種燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 具有電壓控制單元，其選擇性地控制第一電壓源、施加比第一電壓源高的電壓的第二電壓源和所述燃料噴射裝置之間的電連接， 所述電壓控制單元，在從閉閥狀態(tài)到開閥狀態(tài)而使所述燃料噴射裝置中閥芯動作的開閥時，對所述燃料噴射裝置施加所述第二電壓源的電壓，從第二電壓源向所述燃料噴射裝置供給閥芯的驅動電流，之后停止施加所述第二電壓源的電壓，進而通過對所述燃料噴射裝置施加所述第一電壓源的電壓，從所述第一電壓源向所述燃料噴射裝置供給使所述閥芯保持為開閥狀態(tài)的保持電流， 在停止施加所述第二電壓源的電壓的情況下，通過停止所述第二電壓源的電壓的施力口，使閥芯的驅動電流減小到所述閥芯無法保持開閥狀態(tài)的電流值，之后重新開始施加電壓，使驅動電流增大到比所述保持電流大的第一目標電流值，之后使驅動電流減小到比所述第一目標電流值小的第二目標電流值，從第一電壓源供給所述保持電流。
2.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 向燃料噴射裝置施加所述第二電壓源的電壓，使驅動電流增大到所述第一目標電流值。
3.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 在使驅動電流增大到比所述保持電流大的第一目標電流值之后，進行控制以使所述第一目標電流值維持規(guī)定時間，之后使驅動電流減小到所述第二目標電流值。
4.如權利要求3所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 使所述第一目標電流值維持規(guī)定時間的控制，是向燃料噴射裝置施加所述第一電壓源的電壓來進行的。
5.如權利要求4所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 進行控制以使所述第二目標電流值維持規(guī)定時間。
6.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 用對所述第一電壓源的電壓進行升壓的升壓電路來構成所述第二電壓源。
7.如權利要求6所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 在裝置中配備所述第二電壓源。
8.如權利要求2所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 在停止施加第二電壓源的電壓使閥芯的驅動電流減小到所述第一目標電流值時，在閥芯到達最大上升位置之前閥芯移動速度降低的時刻，停止施加所述第二電壓源的電壓。
9.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的驅動裝置，其特征在于 作為在停止施加第二電壓源的電壓而減小閥芯的驅動電流到閥芯無法保持開閥狀態(tài)的電流值之后，使驅動電流從閥芯無法保持開閥狀態(tài)的電流值增大到能夠保持開閥狀態(tài)的所述第一目標電流值時所用的電壓源，能夠選擇所述第一電壓源和所述第二電壓源的任一者。
全文摘要
一種燃料噴射裝置的驅動裝置，在燃料噴射裝置開閥時從被升壓到比蓄電池高的電壓的高電壓源向燃料噴射裝置施加高電壓，向燃料噴射裝置供給電流之后，停止施加來自高電壓源的高電壓，使供給到燃料噴射裝置的電流降低到無法保持閥芯的開閥的電流值，之后，在將供給電流切換到保持電流的階段，從高電壓源施加別的高電壓。
文檔編號F02M51/00GK103069138SQ20118004039
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權日2010年8月31日
發(fā)明者草壁亮, 安部元幸, 江原秀治, 石川亨, 黛拓也, 平工賢二 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社