CN103732890A - 燃料喷射阀的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明考虑到作用在阀体上的力，抑制阀体或阀座发生磨损，增加燃料喷射阀的寿命内可用次数。在控制对具有螺线管的燃料喷射阀供给的驱动电流的控制装置中，在用于喷射燃料的第一喷射脉冲信号结束后、为了喷射燃料而继第一喷射脉冲信号之后要输出的第二喷射脉冲信号开始前，输出用于对螺线管供给驱动电流的第三脉冲信号(421)，并且基于燃料压力的实测值或预测值对因第三脉冲(421)而在螺线管中流动的驱动电流进行控制。

Description

燃料喷射阀的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的燃料喷射控制装置，特别涉及燃料喷射阀的阀体的移动(运动)的控制。
背景技术
为了减小在阀体复座于阀座时阀体对阀座的碰撞力(撞击力)，已知有这样的方法，即，在结束对螺线管的通电，阀体正在闭阀方向上移动时，进行微小的再通电(再供电)，使阀体的移动速度(闭阀速度)减缓(例如日本特开2003-120848号公报)。
此外，为了不过量消耗电力、并且适当地维持闭阀速度，根据各运转状况相应地控制对螺线管的再通电的技术(日本特表2001-510528号公报、日本特开2000-205076号公报和日本特开平4-153542号公报)也已被公知。这些技术中，提出了在空转状态(idle state，怠速状态)时，使为了减缓闭阀速度而进行的再通电的最大值比通常运转时低的技术方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-120848号公报
专利文献2：日本特表2001-510528号公报
专利文献3：日本特开2000-205076号公报
专利文献4：日本特开平4-153542号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述后者的现有技术中，按照发动机的运转状况相应地控制对螺线管的再通电。另一方面，闭阀时因阀体复座于阀座而施加在阀体和阀座之间的座(seat)部上的力，较大地受到燃料压力(具体而言，压强)的影响。虽然作为运转状况考虑了发动机负荷，但是燃料压力不一定与发动机负荷成比例关系。例如，通过增大燃料压力能够使燃料微粒化，能够促进燃料与空气的混合，实现良好的燃烧状态。因此，不仅在实现与发动机负荷相应的喷射量的观点上，在促进混合和低排放的观点上，也考虑使燃料压力高压化。
如上所述，阀体复座于阀座时施加在阀体和阀座之间的座部上的力，不一定依赖于发动机的运转状况，而是较大地依赖于燃料压力，所以为了减小阀体或阀座的磨损需要进行与燃料压力相应的开闭阀的控制。
于是，本发明的目的在于，考虑到作用在阀体或阀座上的力，抑制阀体或阀座发生磨损，增加燃料喷射阀的寿命内可用次数。
解决问题的技术手段
为解决上述目的，本发明的燃料喷射阀的控制装置，控制对具有螺线管的燃料喷射阀供给的驱动电流，在用于喷射燃料的第一喷射脉冲信号结束后、为了喷射燃料而继上述第一喷射脉冲信号之后要输出的第二喷射脉冲信号开始前，输出用于对上述螺线管供给驱动电流的第三脉冲信号，并且基于燃料压力的实测值或预测值对因上述第三脉冲而在上述螺线管中流动的驱动电流进行控制。该情况下，燃料喷射阀的控制装置，一般是被称为发动机控制单元(ECU)的电路装置，和与该电路装置构成为一体或有时另行构成的对燃料喷射阀供给驱动电流的驱动电路的双方或其中一方，并不限定。
上述燃料喷射阀的控制装置，可以基于燃料压力的实测值或预测值，对因上述第三脉冲而在上述螺线管中流动的驱动电流的最大值和因上述第三脉冲而在上述螺线管中流动的驱动电流的有无中的至少任一者进行控制。该情况下，第三脉冲通常被输出到与用于喷射燃料的喷射脉冲相同的信号线，虽然也可以称为第三喷射脉冲信号，但因为不是以燃料的喷射为目的，所以刻意不附加“喷射”。
此外，也可以基于燃料压力的实测值或预测值变更上述第三脉冲的脉冲宽度。
此外，也可以基于燃料压力的实测值或预测值、用于开闭阀的驱动电流的波形、发动机转速和喷射次数，对因上述第三脉冲而在上述螺线管中流动的驱动电流的接通时刻(即投入时刻、供给时刻)进行控制。
此外，在发动机转速和燃料压力升高的第一运转区域中，可以进行控制使得不输出上述第三脉冲，不流通因上述第三脉冲而在上述螺线管中流动的驱动电流。
此外，在与上述第一运转区域相比，发动机转速为相同程度(即转速同等)、燃料压力小的第二运转区域中，可以进行控制使得输出上述第三脉冲，在上述螺线管中流通驱动电流。
此外，在与上述第一运转区域和上述第二运转区域相比，发动机转速为相同程度、燃料压力比上述第二运转区域更小的第三运转区域中，可以进行控制使得不输出上述第三脉冲，不流通因上述第三脉冲而在上述螺线管中流动的驱动电流。
此外，在通过上述第三脉冲来控制对上述螺线管供给驱动电流的情况下，与不进行上述控制的情况相比，可以减小上述第一喷射脉冲的脉冲宽度。
发明效果
根据本发明，因为基于燃料压力控制阀体的闭阀速度，所以能够进行考虑了作为在阀体或阀座上的力的闭阀速度的控制，能够抑制阀体或阀座发生磨损，增加燃料喷射阀的寿命内可用次数。
附图说明
图1是发动机系统的结构图。
图2是燃料喷射阀的结构图。
图3是用于驱动燃料喷射阀的电路结构图。
图4是喷射信号、驱动电流波形、磁力和阀位移的时序曲线图。
图5是磁力和闭阀速度与通电时间的关系图。
图6是实施例1的流程图。
图7是表示实施例2的燃料压力与驱动波形的关系的图。
图8是实施例2的流程图。
具体实施方式
以下基于附图详细说明与本发明相关的燃料喷射阀的实施例。
图1是表示本实施例的发动机系统的结构的图。本实施例中设想的发动机具有一个以上的气缸，但说明上图示的气缸限于一个气缸。
首先，对发动机1的基本动作进行说明。被吸入发动机1的空气通过空气滤清器2，由安装于进气通道的空气流量传感器3计测吸入空气量。吸入发动机1的空气量由节流阀4控制。进气集气室5是用于向未图示的其他气缸分配空气的部件，在进气集气室5中对各气缸的进气管分配空气，通过进气阀25使空气被吸入到燃烧室22。在进气管6的途中，也可以使用用于使空气流具有指向性的未图示的空气流动控制阀。作为燃料的通路，将通过未图示的低压燃料泵的泵送而从燃料箱7沿燃料配管加压输送的燃料输送至共轨(common rail)8。与此同时通过安装在进气凸轮轴9上的高压燃料泵10进一步进行加压、蓄压。发动机控制单元(以下称为ECU)11基于从发动机1中安装的各种传感器发送的信号，在ECU11内部判定发动机1的运转状况，对各种致动器(actuator)输出与该运转状况相应的指令值。
此处各种传感器例如有空气流量传感器3、设置在共轨8上的检测燃料的压力的燃料压力传感器12、检测进气凸轮9的相位的相位传感器13、检测排气凸轮14的相位的相位传感器15、检测曲轴16的转速的曲柄角传感器17、检测发动机冷却水温度的水温传感器18、检测爆震的爆震传感器(未图示)、检测排气管19内的废气浓度的废气传感器(排气A／F传感器20、排气O2传感器21)等。
此外，各种致动器例如有燃料喷射阀23、高压燃料泵10、节流阀4、空气流动控制阀(未图示)、控制进气和排气的凸轮相位的相位控制阀(未图示)、点火线圈20等。
此处，考虑发动机1的工作结构，获取由空气流量传感器3计测的空气量和排气A／F传感器20与排气O2传感器21的信号，由ECU11计算燃料喷射量，并由燃料压力传感器12检测经高压泵10加压后的燃料的燃料压力，从而确定喷射期间，通过从ECU11向燃料喷射阀的驱动电路30发送喷射信号，从燃料喷射阀的驱动电路30向燃料喷射阀23输出驱动信号而喷射燃料。喷射信号主要由喷射时刻(喷射时期)、喷射次数、喷射期间构成。关于喷射信号，将在后述的本发明的控制方法的最佳方式中进行说明。此外，驱动电路30也可以构成为设置在ECU11的内部。
供给到燃烧室22的空气和燃料，随着活塞24的上下运动，在燃烧室22内气化、混合而形成混合气体。之后由于活塞24的压缩动作，温度和压力上升。ECU11根据发动机转速、燃料喷射量等信息计算点火时刻，对点火线圈27输出点火信号。点火信号主要由对点火线圈27开始通电的时刻和结束通电的时刻构成。由此，在比活塞24的压缩上止点稍微提前的时间使用火花塞28点火，使燃烧室22内的混合气体着火燃烧。点火的时刻根据运转状态而不同，也有在压缩上止点之后的情况。由于因燃烧而升高的压力，产生了将活塞24向下方推回的力，在膨胀冲程中作为发动机转矩传递至曲轴16，成为发动机动力。燃烧结束后，燃烧室22中残留的气体通过排气阀26排出到排气管19。废气通过设置在排气管19的中途的催化剂29后向大气排放。
接着，对于图1中的燃料喷射阀23的控制的细节，使用图1、图2、图3和图4进行说明。
首先用图2说明本实施例中使用的燃料喷射阀(图1中的燃料喷射阀23)的结构。在图2所示的燃料喷射阀201中，本体202由芯体(core)203、喷嘴保持件(nozzle holder)204和外壳205构成，将来自图1中的高压燃料泵10的燃料通过燃料通路206导向多个燃料喷射孔207。阀体208在上端部具有锚定部209，被引导部件214、215以能够在阀体208的轴方向(燃料喷射阀201的中心轴方向)上滑动的方式引导，收纳在喷嘴保持件203内。本实施例中，阀体208与锚定部209构成为能够在阀体208的轴方向上相对位移，并通过弹簧216对锚定部209在开阀方向施力，但也可以将锚定部209固定于阀体208上。在锚定部209固定于阀体208的情况下，不需要弹簧216。
弹簧210配置在阀体208与调整销211之间，调整销211限制弹簧210的上端部的位置，弹簧210将阀体208推压至座部件212的座部213从而使燃料喷射孔207闭阀。螺线管214接收来自驱动电路30的驱动电流，使包括芯体203和锚定部209的磁路励磁，在芯体203与锚定部209之间产生磁吸引力，将锚定部209向芯体203沿轴方向提起。阀体208随之被锚定部209沿轴方向提起，阀体208离开阀座的座部213，多个燃料喷射孔207被打开。由此，图1中被高压燃料泵10加压、压送的燃料通过燃料通路206从燃料喷射孔207喷射。
此处，用图3说明驱动电路的结构。图3是表示用于驱动燃料喷射阀201的电路结构的图。
CPU301例如设置在ECU11中，按照内燃机的运转条件相应地进行适当的喷射脉冲Ti和喷射时刻的运算，通过通信线304对燃料喷射阀201的驱动IC302输出喷射脉冲Ti作为喷射信号。之后通过驱动IC302切换开关元件305、306、307的ON(开)、OFF(关)，向燃料喷射阀307(图1的燃料喷射阀23、图2的燃料喷射阀201)供给驱动电流。
开关元件305被连接在高于对驱动电路30输入的电压源VB的高电压源VH与燃料喷射阀307的高电压侧的端子之间。开关元件例如由FET、晶体管等构成。高电压源VH例如是60V，通过将电池电压经升压电路314升压而生成。升压电路例如由DC／DC转换器等构成。开关元件308被连接在低电压源VB与燃料喷射阀307的高压端子之间。低电压源VB例如是电池电压即12V。
开关元件306被连接在燃料喷射阀307的低电压侧的端子与接地电位之间。驱动IC302使用电流检测用的电阻315、312、313，检测燃料喷射阀307中流过的电流值，根据检测出的电流值，切换开关元件305、306、308的ON、OFF，生成要求的驱动电流。二极管309和310是为了截断电流而安装的。CPU301与驱动IC302通过通信线303进行通信，能够根据对燃料喷射阀307供给的燃料的压力和运转条件，切换由驱动IC302生成的驱动电流。
此外，通过对螺线管连接未图示的电容器，能够实现将螺线管的剩余的电流值供给至电容器，保持为固定值的结构。此处使剩余的电流值放电的方法，只要不妨碍阀体208的驱动，也可以不连接电容器。
接着，图4中针对燃料喷射阀(图1中的燃料喷射阀23、图2中的燃料喷射阀201)的控制信号，从上方起表示喷射信号401、驱动电流402、对图2中的燃料喷射阀的螺线管214供电所产生的磁力403、燃料喷射阀的阀体的位移404。
在图1的ECU11中，根据从各种传感器接收到的运转状态的检测结果检测请求喷射量，确定图4的喷射信号401。其中，驱动波形判定之前的流程将使用后述的图6的步骤图进行说明。通过从图1的ECU11输出喷射信号401，从燃料喷射阀的驱动电路30输出驱动电流402，图2中的燃料喷射阀201(图1的燃料喷射阀23)的螺线管214被供电，产生磁力403。由此，通过将阀体208提起而喷射燃料。详细说明各信号，即，喷射信号401被输入到驱动电路30，从驱动电路30输出驱动电流波形402。驱动电流波形402使电流值增加直至到达驱动电流的最大值Ip。由此，磁力403产生足够使阀体208开阀的磁力。由此，阀体208如阀位移404所示相对于磁力具有一定的延迟地动作。接着，驱动电流402为了保持开阀而保持电流值Ih1、Ih2。由此，磁力403持续保持足够开阀的磁力。此时，考虑到阀体208的闭阀力的个体偏差和磁力的偏差，相对于足够开阀的磁力，图2的螺线管214具有剩余的磁力。接着，随着喷射信号401结束，驱动电流波形402的电流值也变为0。由此，磁力403也相对于驱动电流波形402具有一定延迟地变为0。此时，在不进行本实施例的控制的情况下，磁力403在闭阀时具有411的磁力同时向0变化，所以阀位移404如阀位移412所示地变化。关于阀位移412，由于闭阀时磁力急剧减小，燃料压力和弹簧的合力即闭阀力较强，因而闭阀非常急剧。由此，图2的阀体208和阀座的座部213可能发生磨损。此外，因为闭阀时闭阀力较强，阀体208还可能如符号425所示地反弹。
为了进行使阀体208的闭阀速度减缓的控制，喷射信号401在持续喷射期间Ti的期间连续成为ON状态的喷射脉冲结束(OFF)后，追加用于控制闭阀速度(闭阀力)的脉冲信号421。此时，驱动电流波形402，从用于使阀体208向开阀方向驱动的电流值、或用于维持开阀状态的保持电流值，为了闭阀而减小至不能保持开阀状态的电流值，电流值基本减小成为零。然后，在阀体208复座前，通过脉冲421对螺线管214供给驱动电流422。由此，螺线管214产生不至于到达能够重新开始开阀的力的、仅使闭阀速度减缓的磁力，磁力如图4的符号423所示地变化。因磁力423的作用，阀位移404如符号424所示地变化，阀体208复座(闭阀)。
接着对驱动电流波形402、422详细说明。设驱动电流波形422的电流的最大值为Ip2，用于实现该电流值Ip2的喷射脉冲421的期间(脉冲宽度)为Ti2。并且，将喷射期间Ti的结束时刻至Ti2开始的时刻的期间定为Tc。
首先，说明Ip2和Ti2的设定方法。Ip2和Ti2是设定用于决定闭阀力的磁力的电流，因影响闭阀力的力而变更。即，影响燃料喷射阀的闭阀力的力受燃料压力的影响，所以根据燃料压力变更Ip2和Ti2，按照燃料压力相应地变更对螺线管214再通电而产生的用于使闭阀速度减缓的磁力423。此时在燃料压力升高的情况下使Ip2增加，在燃料压力降低的情况下使Ip2降低。此外，使Ti2也同样在燃料压力较高的情况下变长，在较低的情况下变短，从而调整影响闭阀力的磁力323的产生。Ip2和Ti2的上限值，在不至于发生开阀动作和能够维持足够实现闭阀的速度的范围内决定。
此处，设燃料压力为Pf，构成燃料喷射阀的弹簧力为Psp，通过对螺线管供给用于控制闭阀力的电流322而产生的磁力为Pi时，闭阀力等于燃料压力Pf与弹簧力Psp的和，磁力Pi必须小于闭阀力。即，必须满足以下式1的关系。
Pi＜Pf+Psp……(式1)
此外，Ti2因发动机的转速和喷射次数而受到时间上的制约。从而，对用于使闭阀速度减缓的磁力起决定作用的Ip2和Ti2，根据燃料的压力、发动机转速、喷射次数来决定。
接着说明Tc的设定。Tc的作用是决定用于使闭阀速度减缓的控制时刻，被设定于阀体开阀后闭阀前。因此基于发动机转速和喷射期间Ti设定。
图5表示在判定是否供给用于使燃料喷射阀的闭阀速度减缓的驱动电流422时必须考虑的磁力、闭阀速度与对螺线管214通电的通电时间的关系。关于用于进行使闭阀速度减缓的控制的螺线管214的通电时间，如图5所示磁力随着通电时间变长而增加，能够使闭阀速度减缓。驱动电流422的通电时间需要为不使阀体开阀，且闭阀速度不会成为0的通电时间，还由发动机的转速和一个冲程中的喷射次数(分割喷射次数)决定，依赖于喷射到下一次喷射的间隔。即，在转速较高、进行燃料的分割喷射时只存在极短的控制期间的情况下，使用于喷射燃料的脉冲优先于用于控制闭阀速度(闭阀力)的控制脉冲(图4的421)。
接着用图6的控制流程说明使用了用于减缓燃料喷射阀的阀体的闭阀速度的控制的情况下的控制方法。
在图6的S601中，接收来自图1中说明的各种传感器的输出，判别运转状态。接着，在S602中，根据检测到的运转状态决定所请求的输出。在S603中，利用ECU11根据所请求的输出来运算喷射量，在S604中，基于获取到ECU11的来自燃料压力传感器的输出判定燃料压力。
此外，燃料压力的值可以使用压力传感器12的输出值，也可以使用根据发动机转速和输出而决定的燃料压力的预测值。即，驱动波形的切换的判定值可以使用燃料的压力的值或基于其的预测值。
接着，在S605中判定为不需要变更驱动电流波形即“否”的情况，即燃料压力较低的情况下，不进行对驱动电流波形追加驱动电流422的控制。此时，燃料压力的大小的判定，设定预先通过实验等决定的值而设定判定值即可。通过事先获得燃料喷射阀201的座部213的硬度和针阀208的硬度与基于闭阀速度的闭阀力的关系，能够根据燃料压力引起的闭阀速度(闭阀力)的变化来设置用于对驱动电流波形追加驱动电流422的燃料压力的基准值。此处，燃料压力的判定值只是作为控制的基准而设定的，也可以用其它方法求出基准值。
接着，在不追加驱动电流422、不变更驱动电流波形的情况下，按照S606的流程，决定一个冲程中喷射的燃料的喷射次数和喷射时刻，在S608中根据喷射量请求、发动机转速、驱动波形、喷射次数、喷射时刻计算出喷射脉冲宽度Ti，对驱动电路30输出喷射信号。
接着，说明在S605中判定为需要追加驱动电流422的情况下的流程。基于S604的燃料压力值或燃料压力的预测值，在S605中选择执行对驱动电流波形追加驱动电流422的闭阀速度控制。此时，基于上述燃料压力的判定值，变更驱动电流波形。接着，在S609中，在驱动电流波形变更前的状态下决定喷射次数。接着，在S610中决定喷射时刻。然后在S611中，决定喷射脉冲的脉冲宽度Ti1。接着在S612中，基于S609中决定的喷射次数、S610中决定的喷射时刻、S611中决定的脉冲宽度Ti1，决定闭阀速度控制用驱动电流的最大值Ip2和用于产生驱动电流值Ip2的脉冲421的期间(脉冲宽度)Ti2。然后在S613中，以S611中运算的喷射脉冲宽度Ti作为参考值规定投入(供给)用于控制闭阀速度的控制脉冲421的时刻Tc。接着因为考虑到S613中规定的追加控制脉冲Ti2所对应的开阀时间的延长量，在S608中决定喷射脉冲宽度Ti。此时，使喷射脉冲宽度Ti缩短的期间的设定，也可以参考预先存储的值或来自排气A／F传感器的输出而决定。
接着，用图7和图8说明本发明的实施例2。图7是用于说明实施例2中的控制的判定方法的图。基本的系统结构和燃料喷射阀的结构与图1相同。实施例1中，根据来自燃料压力传感器的输出进行控制判定从而变更驱动电流波形。但是本实施例2中，如图7所示，通过使用根据燃料压力和发动机转速而预先存储在ECU11中的MAP(映射图)，利用燃料压力的推测值确定能够进行控制的区域，进行图4所示的控制。由此，在不存在燃料压力传感器的情况下也能够进行控制。此外，用于预先存储燃料压力的值的MAP中，除了发动机转速以外也可以使用与加速踏板开度或水温等运转状况相关的内容。
对图7详细说明。区域701是因为燃料压力较低而不需要本控制的区域。此外，不需要追加驱动电流422的控制的燃料压力的判定可通过这样的方式进行，即，预先通过实验设定不发生磨损和破损的燃料压力的区域，由此进行上述判定。此外，燃料压力的判定随构成燃料喷射阀的阀体208和阀座的座部213的各构成材料而变化，所以不规定燃料压力的阈值。
接着说明区域702。在燃料压力比阈值高、发动机转速较低的状态下，将图4中的Ip2设定为比区域703、704、705小。此外，因为发动机的一个循环的时间较长，所以产生驱动电流422的脉冲421的脉冲宽度Ti2的设定自由度较高。于是，将脉冲宽度Ti2设定为比区域703、704、705长。
与此相对，在区域703中发动机转速较高，所以很难确保用于控制闭阀速度的时间，产生用于控制闭阀速度的磁力的时间有限，因此将驱动电流的最大值Ip2的值，设定为比区域702大。此外，因为到下一次喷射前的时间缩短，所以与区域702相比时间Ti2设定得更短。
接着说明区域704。在燃料压力较高、发动机转速较低的区域中，能够确保闭阀速度的控制所需的时间，所以能够对闭阀速度(闭阀力)规定Ip2的值。此外，因为容易确保时间，所以与区域702相比Ti2的值设定得更长。
接着说明区域705。区域705的燃料压力较高且发动机转速较快，所以难以确保足够控制闭阀速度的时间。因此，不能将Ip2和Ti2的上限值规定得足够大。从而，Ti2根据下一次喷射前的时间，和由驱动电流422产生的磁力不会影响下一次喷射的范围设定。同时，Ip2在能够闭阀的范围内设定。
接着说明区域706。在区域706中发动机转速较快，所以只能确保微少的用于进行闭阀速度的控制的时间。该时间比区域705更短。即，因为喷射时间短，所以从闭阀动作开始至阀体208复座于座部213的时间短，因此存在不能确保进行闭阀速度的控制的时间的区域。所以，在区域706中，不对螺线管214供给驱动电流422，不进行使闭阀速度减缓的控制。
此外，图7中的燃料压力与发动机转速的关系，设想的是在一个冲程中喷射一次的情况，而在进行分割喷射、喷射次数增加的情况下，能够进行控制的区域更加有限。即，在只能确保微少的从喷射到喷射的时间的情况下，仅在能够确保控制时间的区域进行控制。
接着用图8说明实施例2中的控制的流程。在S801中，ECU11获取来自各种传感器的输出，进行运转状态的检测。与此同时，在ECU11中在S802中决定目标输出，在S803计算请求喷射量。接着在S804中，使用检测出的来自各种传感器的输出，例如来自曲柄角传感器或节流阀开度、水温传感器的输出，判定在图7这样的燃料压力的MAP中的区域。接着，在为不需要闭阀速度的控制的区域701或不能进行控制的区域706的情况下，按照S805、S806、S807运算喷射次数、喷射时刻、喷射脉冲。接着，在S804中判定为是进行闭阀速度的控制的燃料压力的区域的情况下，在S808中决定追加的控制内容(具体而言为图4中的Ip2、Ti2、Tc)并追加到驱动电流波形中。按照变更后的驱动电流波形，用S805、S806、S807运算喷射次数、喷射时刻、喷射脉冲。
附图标记说明
11……发动机控制单元(ECU)，12……燃料压力传感器，201……燃料喷射阀，202……阀本体，208……针阀，210……弹簧，212……座部件，213……座部，214……螺线管，401……喷射信号，402……驱动电流，403……磁力，404……阀位移，421……用于控制闭阀力的信号，422……用于控制闭阀力的驱动电流，423……用于控制闭阀力的磁力，424……控制闭阀力时的阀位移，S604……燃料压力值、燃料压力预测值检测步骤，S605……判断是否需要变更驱动电流波形的步骤，S612……运算闭阀速度控制用驱动电流最大值Ip2、闭阀速度控制用脉冲的脉冲宽度Ti2的步骤，S613……闭阀速度控制投入时刻(即执行时刻)Tc运算步骤，701～706……控制区域1，S804……燃料压力区域运算步骤，S808……驱动波形控制追加步骤。

Claims (8)

1.一种燃料喷射阀的控制装置，控制对具有螺线管的燃料喷射阀供给的驱动电流，其特征在于：
在用于喷射燃料的第一喷射脉冲信号结束后、为了喷射燃料而继所述第一喷射脉冲信号之后要输出的第二喷射脉冲信号开始前，输出用于对所述螺线管供给驱动电流的第三脉冲信号，并且基于燃料压力的实测值或预测值对因所述第三脉冲而在所述螺线管中流动的驱动电流进行控制。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
基于燃料压力的实测值或预测值，对因所述第三脉冲而在所述螺线管中流动的驱动电流的最大值和因所述第三脉冲而在所述螺线管中流动的驱动电流的有无中的至少任一者进行控制。
3.如权利要求2所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
基于燃料压力的实测值或预测值变更所述第三脉冲的脉冲宽度。
4.如权利要求2所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
基于燃料压力的实测值或预测值、用于开闭阀的驱动电流的波形、发动机转速和喷射次数，对因所述第三脉冲而在所述螺线管中流动的驱动电流的接通时刻进行控制。
5.如权利要求2所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
在发动机转速和燃料压力升高的第一运转区域中，进行控制使得不输出所述第三脉冲，不流通因所述第三脉冲而在所述螺线管中流动的驱动电流。
6.如权利要求5所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
在与所述第一运转区域相比，发动机转速为相同程度、燃料压力小的第二运转区域中，进行控制使得输出所述第三脉冲，在所述螺线管中流通驱动电流。
7.如权利要求6所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
在与所述第一运转区域和所述第二运转区域相比，发动机转速为相同程度、燃料压力比所述第二运转区域更小的第三运转区域中，进行控制使得不输出所述第三脉冲，不流通因所述第三脉冲而在所述螺线管中流动的驱动电流。
8.如权利要求7所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
在通过所述第三脉冲来控制对所述螺线管供给驱动电流的情况下，与不进行所述控制的情况相比，减小所述第一喷射脉冲的脉冲宽度。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106065824A (zh) * 2015-04-22 2016-11-02 罗伯特·博世有限公司 降噪地操控能转换的阀尤其是机动车内燃机喷射阀的方法
CN109312680A (zh) * 2016-06-17 2019-02-05 德尔福汽车系统卢森堡有限公司 控制螺线管致动燃料喷射器的方法
CN110671390A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 河南平芝高压开关有限公司 换向阀单元动作特性检测方法及装置
CN111379765A (zh) * 2018-12-26 2020-07-07 纳博特斯克有限公司 工作流体监视传感器和流体压驱动装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5831502B2 (ja) 2013-06-07 2015-12-09 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射弁の制御装置
US9441594B2 (en) 2013-08-27 2016-09-13 Caterpillar Inc. Valve actuator assembly with current trim and fuel injector using same
JP6230955B2 (ja) * 2014-05-23 2017-11-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁の制御装置
DE102015217945A1 (de) * 2014-10-21 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Steuerung von wenigstens einem schaltbaren Ventil
JP6477301B2 (ja) * 2015-06-29 2019-03-06 株式会社デンソー 噴射制御装置
DE102015111561A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Rausch & Pausch Gmbh Elektromagnetisch betätigtes schaltventil
DE102015219383B3 (de) * 2015-10-07 2017-02-09 Continental Automotive Gmbh Bestimmung eines Zeitpunktes, zu welchem sich ein Kraftstoffinjektor in einem vorbestimmten Zustand befindet
JP6294422B2 (ja) * 2016-09-08 2018-03-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置の駆動装置および燃料噴射システム
DE102016219888B3 (de) * 2016-10-12 2017-11-23 Continental Automotive Gmbh Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Anschlag
DE102016219890B3 (de) * 2016-10-12 2017-08-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Steuereinrichtung zum Steuern eines Schaltventils
US11168628B2 (en) 2017-03-03 2021-11-09 Mazda Motor Corporation Engine control device
US11480129B2 (en) * 2021-02-19 2022-10-25 Caterpillar Inc. Fuel system and fuel injector control strategy for stabilized injection control valve closing
WO2023026514A1 (ja) * 2021-08-23 2023-03-02 日立Astemo株式会社 電磁弁制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5839412A (en) * 1997-11-25 1998-11-24 Caterpillar Inc. Method for electronic fuel injector operation
JP2003120848A (ja) * 2001-10-18 2003-04-23 Bosch Automotive Systems Corp 電磁弁駆動制御方法及び電磁弁駆動制御装置
JP2005139971A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
US20080276907A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Hitachi, Ltd. Electromagnetic Fuel Injection Valve Device
US20090288640A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Mitsubishi Electric Corporation Fuel injection valve
WO2011072293A2 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Purdue Research Foundation Flow rate estimation for piezo-electric fuel injection

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176713A (ja) * 1984-09-21 1986-04-19 Mazda Motor Corp エンジンのバルブ制御装置
JPH04153542A (ja) * 1990-10-12 1992-05-27 Nippondenso Co Ltd 電磁弁駆動装置
US6000379A (en) * 1997-11-25 1999-12-14 Caterpillar Inc. Electronic fuel injection quiet operation
US5975053A (en) * 1997-11-25 1999-11-02 Caterpillar Inc. Electronic fuel injection quiet operation
DE10039418A1 (de) * 2000-08-11 2002-02-28 Siemens Ag Verfahren zum Steuren einer Düsennadel einer Dosiervorrichtung
DE10235196B4 (de) * 2002-08-01 2013-07-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetisch betätigten Schaltventils sowie eine Anlage mit einem solchen Schaltventil
US7013876B1 (en) * 2005-03-31 2006-03-21 Caterpillar Inc. Fuel injector control system
DE102006002893B3 (de) * 2006-01-20 2007-07-26 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102007035316B4 (de) * 2007-07-27 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Magnetventils einer Mengensteuerung in einer Brennkraftmaschine
DE102009000132A1 (de) * 2009-01-09 2010-07-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems
JP5698938B2 (ja) * 2010-08-31 2015-04-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置の駆動装置及び燃料噴射システム
JP5492806B2 (ja) * 2011-02-25 2014-05-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁式燃料噴射弁の駆動装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5839412A (en) * 1997-11-25 1998-11-24 Caterpillar Inc. Method for electronic fuel injector operation
JP2003120848A (ja) * 2001-10-18 2003-04-23 Bosch Automotive Systems Corp 電磁弁駆動制御方法及び電磁弁駆動制御装置
JP2005139971A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
US20080276907A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Hitachi, Ltd. Electromagnetic Fuel Injection Valve Device
US20090288640A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Mitsubishi Electric Corporation Fuel injection valve
WO2011072293A2 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Purdue Research Foundation Flow rate estimation for piezo-electric fuel injection

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106065824A (zh) * 2015-04-22 2016-11-02 罗伯特·博世有限公司 降噪地操控能转换的阀尤其是机动车内燃机喷射阀的方法
CN109312680A (zh) * 2016-06-17 2019-02-05 德尔福汽车系统卢森堡有限公司 控制螺线管致动燃料喷射器的方法
CN109312680B (zh) * 2016-06-17 2021-09-07 德尔福汽车系统卢森堡有限公司 控制燃料喷射器的工作的方法
CN110671390A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 河南平芝高压开关有限公司 换向阀单元动作特性检测方法及装置
CN111379765A (zh) * 2018-12-26 2020-07-07 纳博特斯克有限公司 工作流体监视传感器和流体压驱动装置

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Publication number Publication date
JP2013050065A (ja) 2013-03-14
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US9376982B2 (en) 2016-06-28
DE112012003633T5 (de) 2014-05-15
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WO2013031422A1 (ja) 2013-03-07

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