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內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的制作方法

文檔序號(hào):12286050閱讀:370來(lái)源:國(guó)知局
內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的升壓電路。



背景技術(shù):

作為本領(lǐng)域的背景技術(shù),例如有日本特開2011-247192號(hào)公報(bào)。本公報(bào)中在燃料噴射裝置的升壓電路中測(cè)量升壓電容器放電后到恢復(fù)到設(shè)定電壓為止的升壓開關(guān)次數(shù),當(dāng)超過(guò)了設(shè)定的開關(guān)次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)許可燃料噴射閥驅(qū)動(dòng)。本公報(bào)的目的不是進(jìn)行劣化判定,而是等待在初期使用時(shí)能力下降的電容器的恢復(fù)并重啟升壓電路的動(dòng)作。

另外,作為本領(lǐng)域的背景技術(shù),例如有日本特開2011-247192號(hào)公報(bào)。本公報(bào)中在燃料噴射裝置的升壓電路中監(jiān)視對(duì)升壓充電器的充電電壓的穩(wěn)定值,如果是正常則通過(guò)表示通常的噴射脈沖寬度以及噴射時(shí)期的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)燃料噴射閥,如果不正常則修正噴射脈沖寬度以及噴射時(shí)期。本公報(bào)中對(duì)升壓充電器的充電電壓監(jiān)視穩(wěn)定值,但是穩(wěn)定值不產(chǎn)生變化,因此難以檢測(cè)升壓電容器的劣化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-247192號(hào)公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問(wèn)題

本發(fā)明的目的為,在通過(guò)燃料噴射而使用的升壓電路中,區(qū)別地檢測(cè)升壓電路的故障或特性變化、其中由于升壓電容器的劣化或斷線造成的容量下降以及電流監(jiān)視電路、線圈、外部連接燃料噴射閥等的失敗。

用于解決問(wèn)題的手段

關(guān)于本發(fā)明的目的,作為一例能夠通過(guò)監(jiān)視升壓電容器的充電放電而達(dá)成。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,在通過(guò)燃料噴射而使用的升壓電路中,能夠區(qū)別地檢測(cè)升壓電路的故障或特性變化、其中由于升壓電容器的劣化或斷線造成的容量下降以及電流監(jiān)視電路、線圈、外部連接燃料噴射閥等的失敗。

附圖說(shuō)明

圖1是關(guān)于本發(fā)明的燃料噴射裝置的概要。

圖2是用于進(jìn)行本發(fā)明的控制單元框圖。

圖3是升壓電壓生成的電路框圖。

圖4是升壓電壓生成的電壓、電流波形。

圖5是本發(fā)明的升壓電路結(jié)構(gòu)。

圖6是升壓電容器劣化時(shí)的升壓電壓波形。

圖7是燃料噴射閥關(guān)閥時(shí)的升壓電壓下降幅度監(jiān)視方法流程圖。

圖8是每次升壓開關(guān)的升壓電壓上升幅度監(jiān)視方法流程圖。

圖9是升壓電路故障場(chǎng)所的區(qū)別方法。

具體實(shí)施方式

以下,根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。

最初使用圖1說(shuō)明本實(shí)施方式的搭載燃料噴射控制裝置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。引擎1具備活塞2、吸氣閥3、排氣閥4。吸氣通過(guò)空氣流量計(jì)(AFM)20進(jìn)入節(jié)流閥19,通過(guò)作為分支部的收集器15經(jīng)由吸氣管10、吸氣閥3提供給引擎1的燃燒室21。燃料通過(guò)低壓燃料泵24從燃油箱23提供給內(nèi)燃機(jī),進(jìn)而通過(guò)高壓燃料泵25被提高到燃料噴射所需要的壓力。通過(guò)高壓燃料泵25而升壓的燃料從燃料噴射閥5噴射提供給引擎1的燃燒室21,通過(guò)點(diǎn)火線圈7、火花塞6進(jìn)行點(diǎn)火。通過(guò)燃料壓力傳感器26測(cè)量燃料的壓力。

燃燒后的廢氣經(jīng)由排氣閥14被排出到排氣管11。排氣管11具備用于廢氣凈化的三元催化劑12。ECU(引擎控制單元)9內(nèi)置燃料噴射控制裝置27,被輸入引擎1的曲柄角傳感器16的信號(hào)、AFM20的空氣量信號(hào)、檢測(cè)廢氣中的氧氣濃度的氧氣傳感器13的信號(hào)、油門開度傳感器22的油門開度、燃料壓力傳感器26等的信號(hào)。ECU9根據(jù)油門開度傳感器22的信號(hào)計(jì)算對(duì)引擎的請(qǐng)求轉(zhuǎn)矩,并且進(jìn)行空閑狀態(tài)的判定等。ECU9具備根據(jù)曲柄角傳感器16的信號(hào)計(jì)算引擎轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元。

另外,ECU9計(jì)算引擎1所需要的吸入空氣量,將與其相稱的開度信號(hào)輸出給節(jié)流閥19。另外,ECU9的燃料噴射控制裝置27計(jì)算與吸入空氣量對(duì)應(yīng)的燃料量,輸出用于燃料噴射閥5進(jìn)行燃料噴射的電流,將點(diǎn)火信號(hào)輸出給火花塞6。

排氣管11和收集器15之間通過(guò)EGR通路18連接。EGR通路18的中途具備EGR閥14。EGR閥14的開度由ECU9進(jìn)行控制,根據(jù)需要,排氣管11,中的廢氣回流到吸氣管10中。

圖2表示燃料噴射裝置驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。燃料噴射裝置一般內(nèi)置在圖1所示的ECU9中。電池41的電壓被提供給ECU9,該電壓被提供給電源IC43、驅(qū)動(dòng)器IC47、燃料噴射裝置驅(qū)動(dòng)用升壓電路51以及高端驅(qū)動(dòng)器52等。另外,通過(guò)電源IC43,電壓被提供給個(gè)人計(jì)算機(jī)44、驅(qū)動(dòng)器IC47等。驅(qū)動(dòng)器IC47具有與個(gè)人計(jì)算機(jī)44的通信部49、升壓電路驅(qū)動(dòng)部50以及驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部48。從升壓電路驅(qū)動(dòng)部50向升壓電路51發(fā)送開關(guān)信號(hào),將通過(guò)升壓電路而升壓的電壓提供給高端驅(qū)動(dòng)器52。另外,通過(guò)升壓電路51而升壓的電壓反饋給升壓電路驅(qū)動(dòng)部50,驅(qū)動(dòng)器IC47判斷是否再次發(fā)送開關(guān)信號(hào)。另外,通過(guò)升壓電路51而升壓后的電壓能夠反饋給個(gè)人計(jì)算機(jī)44的A/D變換器45,能夠根據(jù)A/D值,從位于個(gè)人計(jì)算機(jī)44中的通信部46將信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器IC47。另外,個(gè)人計(jì)算機(jī)44所具有的A/D變換器除了升壓電壓以外能夠輸入/監(jiān)視來(lái)自燃?jí)簜鞲衅?、溫度傳感器等的信?hào)。個(gè)人計(jì)算機(jī)44另外還具有驅(qū)動(dòng)外部負(fù)荷或監(jiān)視來(lái)自外部的信號(hào)的輸入輸出端口42。高端驅(qū)動(dòng)器52能夠得到升壓電路51和電池41系統(tǒng)的電源,具有通過(guò)升壓電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器52a和通過(guò)電池電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器52b。具有通過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部48的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(A、B)使電流流過(guò)具有線圈的負(fù)荷54的作用。低端驅(qū)動(dòng)器53具有通過(guò)來(lái)自驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部48的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(C)使來(lái)自具有線圈的負(fù)荷54的電流流過(guò)地電位的作用。另外,高端驅(qū)動(dòng)器52和低端驅(qū)動(dòng)器53的任意一個(gè)或雙方具有使用了分流電阻等的電流檢測(cè)功能以及終端電壓的檢測(cè)功能,檢測(cè)流過(guò)驅(qū)動(dòng)器以及負(fù)荷54的電流值,將該電流值進(jìn)行反饋,從而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。另外,通過(guò)這些功能能夠進(jìn)行對(duì)驅(qū)動(dòng)器的過(guò)電流和終端的電源線接觸短路(天絡(luò))、接地短路的檢測(cè)。這里,可以在驅(qū)動(dòng)器IC47的內(nèi)部、外部的任意一個(gè)具有升壓電路51、高端驅(qū)動(dòng)器52以及低端驅(qū)動(dòng)器53。也可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)器和預(yù)驅(qū)動(dòng)器任意一個(gè)的作用使用驅(qū)動(dòng)器IC47。

圖3是詳細(xì)說(shuō)明了升壓電路51的圖。如果接通升壓驅(qū)動(dòng)器63的柵極電壓Vg,則電流I從電池41經(jīng)由分流電阻61、升壓線圈62、升壓驅(qū)動(dòng)器63流過(guò)GND。此時(shí)的電流通過(guò)升壓電路驅(qū)動(dòng)部50檢測(cè)為分流電阻61的兩端電壓,在檢測(cè)出所設(shè)定的最大電流值時(shí)將升壓驅(qū)動(dòng)器63設(shè)為切斷。此時(shí),通過(guò)升壓線圈62的反電動(dòng)勢(shì),電流I流過(guò)升壓二極管64。發(fā)揮將流過(guò)了二極管的電流暫時(shí)蓄積的作用的是升壓電容器65。接著,當(dāng)流過(guò)分流電阻61的電流變小時(shí)再次使升壓驅(qū)動(dòng)器63接通,電流值增加。通過(guò)該重復(fù)使電流繼續(xù)流過(guò)升壓二極管64,通過(guò)將該電流蓄積到升壓電容器65中而生成升壓電壓。另外,在升壓電路中具備監(jiān)視升壓電壓的電路66,電壓低時(shí)進(jìn)行升壓,當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)為了停止升壓而監(jiān)視升壓電壓。圖4是表示升壓動(dòng)作的波形的圖。用于接通升壓驅(qū)動(dòng)器的柵極信號(hào)為Vg,當(dāng)其成為接通時(shí),升壓驅(qū)動(dòng)器63的漏極電壓Vd下降到0V附近,電流I增大。當(dāng)電流I達(dá)到所設(shè)定的最大(Max)電流時(shí),將升壓驅(qū)動(dòng)器63的柵極信號(hào)Vg切斷。此時(shí)Vd達(dá)到與升壓電壓相當(dāng),電流I流過(guò)升壓二極管64一側(cè),蓄積到升壓電容器65中,但是電流值自身隨時(shí)間而下降。當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的最小(Min)電流時(shí)再次將升壓驅(qū)動(dòng)器63接通,因此通過(guò)重復(fù)該動(dòng)作而進(jìn)行圖4的動(dòng)作。進(jìn)行該動(dòng)作直到升壓電壓達(dá)到設(shè)定值為止。另外,圖的斜線部是實(shí)際上流過(guò)升壓二極管64的電流,是用于升壓的電流。如果進(jìn)行該動(dòng)作,則升壓電路成為圖4的升壓電壓那樣的波形。如果開始對(duì)燃料驅(qū)動(dòng)閥的噴射,則升壓電壓下降直到達(dá)到峰值電流為止。到達(dá)峰值電流后,不使用升壓電壓,因此升壓電壓通過(guò)升壓電路的開關(guān)驅(qū)動(dòng)而一點(diǎn)點(diǎn)恢復(fù)。當(dāng)Vg為切斷時(shí)電流流過(guò)升壓電容器,因此升壓電壓上升,當(dāng)Vg為接通時(shí)電流不進(jìn)入升壓電容器,因此不上升(進(jìn)行自然放電因此有若干下降)。通過(guò)該重復(fù)進(jìn)行通過(guò)Vg開關(guān)的升壓直到升壓電壓成為預(yù)定值為止。

本發(fā)明的目的為通過(guò)監(jiān)視升壓電壓的動(dòng)向來(lái)確認(rèn)升壓電路的劣化狀態(tài)。

圖5、圖6是作為本發(fā)明的權(quán)利要求1~3的實(shí)施例而進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖5是針對(duì)圖3具備對(duì)于所讀入的升壓信號(hào)、升壓電壓的判斷部67的圖。驅(qū)動(dòng)器IC47的內(nèi)部或外部具備判斷部67,判斷部67是監(jiān)視2次測(cè)定點(diǎn)處的升壓電壓的差值和升壓電路的接通/切斷驅(qū)動(dòng)并進(jìn)行診斷的部分。圖6中針對(duì)圖4附加升壓電容器65的容量下降時(shí)的升壓電壓波形(圖中的虛線)。當(dāng)由于升壓電容器65的劣化或斷線而容量下降時(shí),升壓電壓下降到燃料噴射閥的開閥的幅度變大(通常時(shí)(1)→容量下降時(shí)(1)’)。通過(guò)讀取燃料噴射閥的噴射開始時(shí)的電壓Va以及對(duì)燃料噴射閥的電流達(dá)到峰值時(shí)的升壓電壓Vb差,在從通常時(shí)大幅下降時(shí)進(jìn)行診斷。

接著,當(dāng)對(duì)燃料噴射閥的電流達(dá)到峰值后,進(jìn)入升壓電壓恢復(fù)動(dòng)作,但是為了確認(rèn)1次開關(guān)的上升電壓值而監(jiān)視切斷升壓驅(qū)動(dòng)器63之前的電壓Vb和接通升壓驅(qū)動(dòng)器63之前的電壓Vc。其差值在由于升壓電容器65的劣化或斷線造成容量下降時(shí)變大(通常時(shí)(2)→容量下降時(shí)(2)’)。通過(guò)讀取這期間的升壓電壓差,在相對(duì)通常時(shí)大幅上升時(shí)進(jìn)行診斷。

圖7、圖8是將圖6的說(shuō)明內(nèi)容流程化的圖。圖7中,監(jiān)視燃料噴射前的升壓電壓Va(101),監(jiān)視燃料噴射電流達(dá)到峰值的時(shí)間點(diǎn)的升壓電壓Vb(102)。之后,取得差值(1)(103),如果該差值在預(yù)定值V1以下則進(jìn)行通常驅(qū)動(dòng)(104),如果是V1以上則進(jìn)行診斷(105)。圖8中,監(jiān)視切斷升壓驅(qū)動(dòng)器63之前(最大電流檢測(cè)時(shí))的電壓Vb(201),也監(jiān)視接通之前(最小電流檢測(cè)時(shí))的電壓Vc(202)。之后,取得差值(2)(203),如果該差值在預(yù)定值V2以下則進(jìn)行通常驅(qū)動(dòng)(204),如果是V2以上則進(jìn)行診斷(205)。

如果進(jìn)行以上的測(cè)定方法,則能夠在與通常時(shí)不同的情況下進(jìn)行診斷,但是當(dāng)在圖7、圖8的任何一個(gè)診斷方法的情況下,有時(shí)會(huì)不能夠區(qū)別其它要素的劣化或特性變動(dòng),因此通過(guò)使用圖7、圖8雙方能夠確定為升壓電容器65的劣化、斷線等特性變化。將該圖示為圖9,其是作為權(quán)利要求1、4的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖。特性變化除了升壓電容器65的容量值之外,還有用于電流監(jiān)視的分流電阻61的電阻值、升壓線圈62的電感、與外部連接的燃料噴射閥的電阻值等。圖中表示這些數(shù)值變大或變小時(shí)的電壓(1)、電壓(2)的變化。例如,當(dāng)電壓(1)的變化比通常動(dòng)作時(shí)要大,變得比閾值V1大,并且電壓(2)的變化比通常動(dòng)作時(shí)大,變得比閾值V2大時(shí)能夠與升壓電容器65的異常(劣化、斷線等)進(jìn)行區(qū)別。另外,電壓(1)的變化與通常動(dòng)作時(shí)沒(méi)有變化,但是當(dāng)電壓(2)的變化比通常動(dòng)作時(shí)要大,變得比閾值V2大時(shí),分流電阻61的電阻值變小或升壓線圈62的電感變大。這樣只能監(jiān)視(1)和(2)的任意一方時(shí),有不能與其他特性變化區(qū)別的部分,但是在監(jiān)視(1)和(2)兩者時(shí),能夠與其它特性變化進(jìn)行區(qū)別。

(發(fā)明效果)根據(jù)以上的本發(fā)明,具有控制對(duì)開關(guān)驅(qū)動(dòng)燃料噴射閥的線圈的通電的驅(qū)動(dòng)電路,在比電池電壓高的升壓電壓和通過(guò)電池電壓進(jìn)行開關(guān)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置中,監(jiān)視燃料噴射閥的開閥時(shí)的升壓電壓下降幅度以及為了升壓電壓恢復(fù)而進(jìn)行的開關(guān)時(shí)的每一次的上升幅度,從而檢測(cè)升壓電路的故障、特性變化,也能區(qū)別地檢測(cè)其中由于升壓電容器的劣化或斷線造成的容量下降以及電流監(jiān)視電路、線圈、外部連接燃料噴射閥等的故障或特性變化。

附圖標(biāo)記的說(shuō)明

1:引擎、2:活塞、3:吸氣閥、4:排氣閥、5:燃料噴射閥、6:火花塞、7:點(diǎn)火線圈、8:水溫傳感器、9:ECU(引擎控制單元)、10:吸氣管、11:排氣管、12:三元催化劑、13:氧氣傳感器、14:EGR閥、15:收集器、16:曲柄角傳感器、18:EGR通路、19:節(jié)流閥、20:AFM、21燃燒室、22:油門開度傳感器、23:燃油箱、24:低壓燃料泵、25:高壓燃料泵、26:燃料壓力傳感器、27:燃料噴射控制裝置、41:電池、42:個(gè)人計(jì)算機(jī)的輸入輸出端口、43:電源IC、44:個(gè)人計(jì)算機(jī)、45:A/D變換器、46:個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)部的通信部、47:驅(qū)動(dòng)器IC(或預(yù)驅(qū)動(dòng)器)、48:驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部、49:驅(qū)動(dòng)器IC內(nèi)部的通信部、50:升壓電路驅(qū)動(dòng)部、51:升壓電路、52:高端驅(qū)動(dòng)器、53:低端驅(qū)動(dòng)器、54:線圈負(fù)荷(燃料噴射裝置)、61:分流電阻、62:升壓線圈、63:升壓驅(qū)動(dòng)器、64:升壓二極管、65:升壓電容器、66:升壓電壓監(jiān)視電路、67:對(duì)于升壓電壓的判斷部。

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