CN103807041B - 燃料喷射控制器和燃料喷射系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料喷射控制器和燃料喷射系统。具体而言，将燃料喷射控制器应用于燃料喷射器（10），该燃料喷射器（10）通过阀体（12）根据线圈（14）的通电所产生的电磁吸力而进行的开阀操作来喷射将在内燃发动机中燃烧的燃料。燃料喷射控制器通过控制流过线圈的线圈电流来控制燃料喷射器的喷射状态。燃料喷射控制器包括：增大控制部分（S11、S14），其将线圈电流增大至第一目标值（Ihold1）；维持控制部分（S11、S14、S15、S17），其将由增大控制部分增大的线圈电流维持在第一目标值；以及改变部分（S43、S44），其根据内燃发动机的工作状态改变第一目标值。

Description

燃料喷射控制器和燃料喷射系统

技术领域

本公开内容涉及燃料喷射控制器和燃料喷射系统。在燃料喷射控制器或燃料喷射系统中，燃料的喷射状态（例如喷射开始时间点或喷射量）是通过控制燃料喷射器线圈的通电（energization）来控制的。

背景技术

JP-2012-177303A（US2012/0216783A1）描述了一种涉及燃料喷射器的控制器，该燃料喷射器根据由线圈的通电产生的电磁力（吸力）而通过阀体的提升（开阀操作）来喷射燃料。阀体的打开时间点和打开时间段（timeperiod）是通过控制线圈的通电开始时间点和线圈的通电时间段来控制的，然后控制喷射开始时间点和喷射量。

如图6所示，从线圈的通电开始的时间点开始直到线圈电流达到目标峰值Ipeak的时间点对线圈持续施加电压。目标峰值表示打开阀体的必要值。

当阀体打开时，用以维持该打开状态的电流小于目标峰值。特别地，当吸力增大时，吸力受到因磁场的较大改变而引起的电感的影响。当吸力维持在规定值时，吸力不受电感影响。

由此，在线圈电流达到目标峰值的时间点，占空比控制施加电压至线圈以减小线圈电流，使得线圈电流维持比目标峰值小的维持值Ihold。

根据占空比控制，如图6所示，随线圈电流的增大，吸力同时增大。由此，阀体打开。当线圈电流达到目标峰值后，随着线圈电流的减小，吸力同时减小。在该情况下，线圈电流减小至维持值Ihold。

发明内容

优选的是，吸力的增大率根据内燃发动机的工作状态而变化。例如，当必须缩短延迟时间段时，可以提高吸力的增大率，所述延迟时间段从通电开始的时间点到阀体开始打开的时间点。或者，当降低与阀体一起运动的可动芯（movable core）的增大率以降低由可动芯与固定芯（fixed core）碰撞造成的碰撞声音时，可以降低吸力的增大率。

然而，由于可以仅仅通过施加到线圈的电压或线圈的电阻来改变吸力的增大率，因此很难根据工作状态来改变电压或电阻。

本公开内容是鉴于上述情况而做出的，本公开内容的目的是提供一种燃料喷射控制器和燃料喷射系统。在燃料喷射控制器和燃料喷射系统中，可容易地改变电磁力的增大率。

根据本公开内容的一方面，燃料喷射控制器被应用于燃料喷射器，所述燃料喷射器通过根据由线圈的通电产生的电磁吸力而进行的阀体的开阀操作来喷射将在内燃发动机中燃烧的燃料。燃料喷射控制器通过控制流过线圈的线圈电流来控制燃料喷射器的喷射状态。

燃料喷射控制器包括：用以将线圈电流增大至第一目标值的增大控制部分，用以维持由增大控制部分增大至第一目标值的线圈电流的维持控制部分，以及用以根据内燃发动机的工作状态改变第一目标值的改变部分。

附图说明

基于以下参考附图而作出的详细说明，本公开内容的上述及其它目的、特征以及优势将变得显而易见。在这些附图中：

图1是示出根据本公开内容的实施例的燃料喷射控制器的方框图；

图2是示出安匝与电磁力之间的关系的曲线图；

图3是示出时间、电磁力和安匝之间的关系的曲线图；

图4A是示出施加到线圈的电压与时间之间的关系的曲线图，图4B是示出线圈电流与时间之间的关系的曲线图，图4C是示出电磁力与时间之间的关系的曲线图，图4D是示出提升量与时间之间的关系的曲线图；

图5是示出由燃料喷射控制器的微型计算机执行的喷射控制的流程图；

图6A是示出在根据转化控制改变目标峰值Ipeak的情况下的电压变化的曲线图，图6B是示出在根据转化控制改变目标峰值Ipeak的情况下的电流变化的曲线图，图6C是示出在根据转化控制改变目标峰值Ipeak的情况下的吸力变化的曲线图，图6D是示出在根据转化控制改变目标峰值Ipeak的情况下的q变化的曲线图，图6E是示出在根据本实施例改变第一目标值Ihold1的情况下的电压变化的曲线图，图6F是示出在根据本实施例改变第一目标值Ihold1的情况下的电流变化的曲线图，图6G是示出在根据本实施例改变第一目标值Ihold1的情况下的吸力变化的曲线图，图6H是示出在根据本实施例改变第一目标值Ihold1的情况下的q变化的曲线图；

图7是示出根据本实施例的最大吸力与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图；

图8是示出根据本实施例的可动芯相对于固定芯的接触速度与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图；

图9是示出根据本实施例的用以对线圈通电的耗能与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图；

图10是示出根据本实施例的温度特性的变化与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图；

图11是示出根据本实施例的喷射延迟时间与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图；以及

图12是示出用以改变第一目标值Ihold1的控制的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本公开内容的实施例。在这些实施例中，与在先实施例中描述的物体相对应的部分可能给予相同的附图标记，并且可能省略了对该部分的额外说明。当在一个实施例中只描述了结构的一部分，另一在先实施例可以适用于该结构的其它部分。这些部分是可以组合的，即使没有这样明确说明。这些实施例是可以部分组合的，即使没有这样明确说明，只要这样组合没有坏处。

下面，将参考附图描述根据本公开内容的实施例的燃料喷射控制器。

如图1所示，燃料喷射器10安装在点火式内燃发动机上，并直接将燃料喷射进内燃发动机的燃烧室2中。例如，内燃发动机可以是汽油发动机。具体地，燃料喷射器10将插入其中的附连孔4沿汽缸的中心线LC轴向地设置在汽缸盖3中。

燃料喷射器10包括其内的燃油管道和具有用以喷射燃料的喷射口11a的主体11。阀体12、可动芯（未示出）、以及固定芯13堆叠在主体11中。阀体12具有密封表面12a，用以安置在主体11的座面11b上或离开主体11的座面11b。当阀体12闭合从而将密封表面12a安置在座面11b上时，来自喷射口11a的燃料喷射停止。当阀体12打开（提升）使得密封表面12a离开座面11b时，从喷射口11a喷射燃料。

固定芯13是用第一线圈14绕着线轴缠绕形成的，并由外壳15罩着。外壳15、固定芯13、以及主体11由磁性材料制成，它们为由第一线圈14的通电所产生的磁通量形成了磁性通道。当第一线圈14被通电时，产生了磁力（吸力）。由此，可动芯由将被提升的磁力偏置到固定芯13。与可动芯相连的阀体12与可动芯一起被提升。当第一线圈14被断电时，阀体12受弹簧（未示出）的弹力而与可动芯一起被关闭。

如图1所示，容纳有第一线圈14的外壳15的整体或部分的整个圆周被附连孔4的第一内圆周表面4a环绕。附连孔4的第二内圆周表面4b与磁路部分的外圆周表面相接触。磁路部分设置在主体11上比外壳15更靠近喷射口11a的位置。在外壳15的外圆周表面和第一内圆周表面4a之间形成有间隙。也就是，外壳15的外圆周表面和第一内圆周表面4a以一间隙而彼此相对。

电子控制单元（ECU）20包括微型计算机21、集成电路（IC）22、升压电路23以及开关元件SW2、SW3和SW4。微型计算机21由中央处理单元（CPU）、非易失存储器（ROM）以及易失性存储器（RAM）组成。微型计算机21根据内燃发动机的负荷和发动机转速来计算目标喷射量和目标喷射开始时间点。由燃料压力传感器30检测供应给燃料喷射器10的燃料的压力（燃料压力）Pc。微型计算机21可以根据燃料压力Pc修正目标喷射量和目标喷射开始时间点。

通过根据图6H所示的喷射特性控制第一线圈14的通电时间段Ti，来控制喷射量Qi。第一时间点t10表示通电开始时间点。第二时间点t10b表示喷射口11a的打开度达到最大时的最大打开时间点。在该情况下，可动芯与固定芯13相接触，阀体12的提升量达到其最大值。在最大打开度时间点t10b之前阀体12关闭的情况下的喷射区域称为微喷射区域。

IC22包括喷射驱动电路22a和充电电路22b。喷射驱动电路22a控制开关元件SW2、SW3和SW4。充电电路22b控制升压电路23。喷射驱动电路22a和充电电路22b根据微型计算机21输出的喷射指令信号操作。喷射指令信号是用来控制第一线圈14的通电状态的信号，其由微型计算机21基于目标喷射量、目标喷射开始时间点和线圈电路值I来设置。喷射指令信号包括喷射信号、升压信号和电池信号。

升压电路23包括第二线圈23a、电容器23b、第一二极管23c、和第一开关元件SW1。当充电电路22b控制第一开关元件SW1反复打开和关闭时，由电池端子Batt施加的电池电压被第二线圈23a升压（升压），并在电容器23b中蓄积。在该情况下，在被升压和蓄积之后的电池电压对应于升压电压。

当喷射驱动电路22a同时打开第二开关元件SW2和第四开关元件SW4时，对第一线圈14施加升压电压。当喷射驱动电路22a同时打开第三开关元件SW3和第四开关元件SW4时，对第一线圈14施加电池电压。当喷射驱动电路22a关闭关元件SW2、SW3和SW4时，不对第一线圈14施加电压。当打开第二开关元件SW2时，图1所示的第二二极管24用来防止升压电压被施加在第三开关元件SW3上。

设置旁路电阻器25以检测流过第四开关元件SW4的电流，也就是，设置旁路电阻器25以检测流过第一线圈14的电流（线圈电流）。微型计算机21基于根据旁路电阻器25的电压减小量来计算线圈电流值I。

下面，将描述吸引可动芯的吸力F。如图2所示，吸力F随着在固定芯13中产生的磁通势（安匝AT）的增大而增大。具体地，在第一线圈14的匝数是固定的情况下，第一安匝AT1小于第二安匝AT2，第一吸力F1小于第二吸力F2。如图3所示，从第一线圈14被通电开始的增大的时间段是必要的，以使吸力F饱和并达到最大值。根据本实施例，吸力F的最大值是指静态吸力Fb。

此外，用以打开阀体12的吸力F被称为所需打开力。所需打开力随着供给至燃料喷射器10的燃料的压力的增大而增大。进一步，所需打开力可能根据各种情况（例如燃料粘度的增大）而增大。当需要是足够大的值时的所需打开力称为所需力Fa。

图4A是示出在执行一次燃料喷射的情况下施加到第一线圈14的电压波形的曲线图。在第一时间点t10，升压电压Uboost被施加到第一线圈14以开始对第一线圈14通电。如图4B所示，自第一时间点t10起线圈电流增大到第一目标值Ihold1。然后，在线圈电流增大到大于第一目标值Ihold1的第一上限IH1的时间点t11，第一线圈14被断电。然后，线圈电流开始下降。

如图5所示，在S11和S14，通过首次对第一线圈14施加的升压电压Uboost来控制线圈电流，以增大到第一目标值Ihold1。S11和S14中的处理可以对应于执行增大控制以控制线圈电流的增大控制部分。增大控制的第一通电时间段称为第一电流增大时段（period），它是如图4A所示的从第一时间点t10到时间点t11的时间段。设置第一目标值Ihold1的值，使得静态吸力Fb大于或等于所需力Fa，如图4C所示。

如图4A和4B所示，在线圈电流减小到小于第一目标值Ihold1的第一下限IL1的时间点t12，再次以升压电压Uboost对第一线圈14通电。然后，线圈电流又开始增大。如上所述，从第一时间点t10起线圈电流被交替通电或断电。

如图5所示，在S11、S14、S15和S17，由升压电压Uboost控制线圈电流，使得线圈电流的平均值维持在第一目标值Ihold1。S11、S14、S15和S17中的处理可以对应于执行第一占空比控制（维持控制）的维持控制部分，其中从时间点t12起反复进行升压电压Uboost的开-关通电（on-offenergization）以维持线圈电流。如图4A所示，维持控制在第一经过时间段Tboost从第一时间点t10起达到第一预定时间段T1的时间点t13处停止。然后，线圈电流会开始下降。维持控制的开-关通电时间段被称为电流维持时段，它是如图4A所示的从时间点t11到时间点t13的时间段。

如图4A和4B所示，在线圈电流减小到小于第二目标值Ihold2的第二下限IL2的时间点t14，第一线圈14通过被施加电池电压Ubatt而被通电。然后，线圈电流开始增大。在线圈电流增大到大于第二目标值Ihold2的第二上限IH2的时间点，第一线圈14被断电。然后，线圈电流开始下降。从时间点t14起线圈电流被交替通电或断电。

如图5所示，在S22、S25、S26和S28，由电池电压Ubatt控制线圈电流，使得线圈电流的平均值维持在第二目标值Ihold2。S22、S25、S26和S28中的处理可以对应于执行第二占空比控制（电池维持控制）的电池维持控制部分，其中从时间点t14起反复进行电池电压的开-关通电以维持线圈电流。如图4A所示，电池维持控制第二经过时间段Tpickup在从第一时间点t10起达到第二预定时间段T2的时间点t20处停止。然后，线圈电流可以开始下降。电池维持控制的开-关通电时间段被称为电池维持时段，它是如图4A所示的从时间点t14到时间点t20的时间段。将第二目标值Ihold2设置为能够维持通过增大控制和维持控制增大的电磁力的值。

如图4B所示，将第二目标值Ihold2设置为比第一目标值Ihold1小的值。根据本公开内容，第二目标值Ihold2可以设置为等于第一目标值Ihold1的值。

设置第一上限IH1、第一下限IL1、第二上限IH2和第二下限IL2，以使得线圈电流在电流维持时段的可变频率大于在电池维持时段的可变频率。

如图4B所示，当对第一线圈14施加升压电压Uboost时的线圈电流的增大斜率大于当对第一线圈14施加电池电压Ubatt的斜率。如图4B所示，设置第一上限IH1、第一下限IL1、第二上限IH2和第二下限IL2，使得第一上限IH1与第一下限IL1之间的第一差值ΔI1等于第二上限IH2与第二下限IL2之间的第二差值ΔI2。由此，在电流维持时段期间的可变频率比在电池维持时段期间的大。例如，当把第二目标值Ihold2设置为等于第一目标值Ihold1的值时，把第一上限IH1设置为等于第二上限IH2，把第一下限IL1设置为等于第二下限IL2，以使得第一差值ΔI1等于第二差值ΔI2。

如图4A和4B所示，在线圈电流减小到小于第三目标值Ihold3的第三下限IL3的时间点t30，第一线圈14通过被施加电池电压Ubatt而被通电。然后，线圈电流开始增大。在线圈电流增大到大于第三目标值Ihold3的第三上限IH3的时间点，第一线圈14被断电。然后，线圈电流开始下降。从时间点t30起线圈电流被交替通电或断电。

在第三占空比控制（提升维持控制）中，从时间点t30起反复进行电池电压Ubatt的开-关通电以维持线圈电流。提升维持控制在通电完成时间点t40由喷射指令信号停止。

喷射指令信号的喷射信号是指示通电时间段Ti的脉冲信号。将喷射信号的脉冲开启时间点设置为比目标通电开始时间点ta提前了喷射延迟时间的第一时间点t10。将喷射信号的脉冲关闭时间点设置为从第一时间点t10起经过通电时间段Ti之后的通电完成时间点t40。第四开关元件SW4由喷射信号控制。

喷射指令信号的升压信号是指示升压电压Uboost的通电状态的脉冲信号。升压信号具有与喷射信号的脉冲开启时间点相同的脉冲开启时间点。反复打开或关闭升压信号，从而在第一经过时间段Tboost自第一时间点t10起达到第一预定时间段T1期间将线圈电流值I维持在第一目标值Ihold1。第二开关元件SW2由升压信号控制。

喷射指令信号的电池信号是具有脉冲开启时间点的脉冲信号，该脉冲开启时间点是第一经过时间段Tboost从第一时间点t10起达到第一预定时间段T1的时间点。然后，反复打开或关闭电池信号，从而对线圈电路值I进行反馈控制并将其维持在第二目标值Ihold2，直到第二经过时间段Tpickup从第一时间点t10起达到第二预定时间段T2的时间点。然后，反复打开或关闭电池信号，从而对线圈电路值I进行反馈控制并将其维持在第三目标值Ihold3，直到喷射信号被关闭的时间点。第三开关元件SW3由电池信号控制。

微型计算机21根据图5所示的流程图输出升压信号和电池信号。在喷射信号的脉冲开启时间点之后的预定时段反复执行图5所示的处理。如图5所示，根据S10中的处理执行增大控制和维持控制，根据S20中的处理执行电池维持控制，并且根据S30中的处理执行提升维持控制。

在S11，打开升压信号，使得升压电压Uboost开始被施加于第一线圈14。然后，持续打开升压信号以对第一线圈14施加升压电压Uboost，直到微型计算机21确定线圈电流值I达到第一上限IH1（S14：否）。将第一上限IH1设置为比第一目标值Ihold1大预定量的值。因此，根据首次施加到第一线圈14的升压电压，线圈电流在增大控制中增大到第一目标值Ihold1。

当第一经过时间段Tboost从第一时间点t10（S12：否）起达到第一预定时间段T1时，由于在线圈电流值I变为等于第一上限IH1之前发生异常，微型计算机21进行到S13。在S13，微型计算机21关闭升压信号以停止对第一线圈14施加升压电压Uboost。当微型计算机21确定线圈电流值I大于或等于第一上限IH1（S14：否）时，微型计算机21进行到S15。在S15，停止对第一线圈14施加升压电压Uboost。然后，增大控制完成。

当第一经过时间段Tboost小于第一预定时间段T1（S16：是）时，持续关闭升压信号以停止对第一线圈14施加升压电压Uboost，直到微型计算机21确定线圈电流值I减小到第一下限IL1（S17：否）。将第一下限IL1设置为比第一目标值Ihold1小预定量的值。

当微型计算机21确定线圈电流值I小于或等于第一下限IL1（S17：否）时，微型计算机21回到S11。在S11，升压信号被再次打开以重新开始对第一线圈14施加升压电压Uboost。由此，以第一上限IH1和第一下限IL1作为阈值来控制升压信号的打开或关闭，直到在完成增大控制后微型计算机21确定第一经过时间段Tboost大于或等于第一预定时间段T1（S12：否，S16：否）。如上所述，在维持控制中，线圈电流的平均值维持在第一目标值Ihold1。

当微型计算机21确定第一经过时间段Tboost大于或等于第一预定时间段T1（S12：否，S16：否）时，持续停止对第一线圈14施加升压电压Uboost，直到微型计算机21确定线圈电流值I减小到第二下限IL2（S21：否）。将第二下限IL2设置为比第二目标值Ihold2小预定量的值。如图4所示，将第二目标值Ihold2设置为比第一目标值Ihold1小的值。根据本公开内容，可以将第二目标值Ihold2设置为等于第一目标值Ihold1的值。

当微型计算机21确定线圈电流值I小于或等于第二下限IL2（S21：否）时，微型计算机21进行到S22。在S22，打开电池信号，从而开始对第一线圈14施加电池电压Ubatt。然后，持续打开电池信号以对第一线圈14施加电池电压Ubatt，直到微型计算机21确定线圈电流值I达到第二上限IH2（S25：否）。将第二上限IH2设置为比第二目标值Ihold2大预定量的值。

当微型计算机21确定线圈电流值I大于或等于第二上限IH2（S25：否）时，微型计算机21进行到S26。在S26，停止对第一线圈14施加电池电压Ubatt。当微型计算机21确定线圈电流值I小于或等于第二下限IL2（S28：否）时，微型计算机21回到S22。在S22，再次打开电池信号以重新开始对第一线圈14施加电池电压Ubatt。由此，以第二上限IH2和第二下限IL2作为阈值控制电池信号的打开或关闭，直到在完成维持控制后微型计算机21确定第二经过时间段Tpickup变为等于第二预定时间段T2（S23：否，S27：否）。如上所述，在电池维持控制中，线圈电流的平均值维持在第二目标值Ihold2。

当微型计算机21确定第二经过时间段Tpickup大于或等于第二预定时间段T2（S23：否，S27：否）时，微型计算机21结束电池维持控制，在S24或S26关闭电池信号，然后进行到S30。在S30，微型计算机21打开或关闭电池信号，使得线圈电流值I在从第三下限IL3到第三上限IH3的阈值内变化。如上所述，在提升维持控制中，线圈电流的平均值维持在第三目标值Ihold3。

此外，将第三上限IH3设置为比第三目标值Ihold3大预定量的值，将第三下限IL3设置为比第三目标值Ihold3小预定量的值。将第三目标值Ihold3设置为小于第二目标值Ihold2的值。

下面，参考图4C和4D描述根据上述各种控制的燃料喷射器10的操作。图4C是示出吸力F与时间之间的关系的曲线图，图4D是示出提升量与时间之间的关系的曲线图。

如图4C所示，当开始进行增大控制时，吸力F开始增大。吸力F持续增大，即使在完成增大控制之后。在执行维持控制的电流维持时段期间，吸力F达到所需力Fa。如图4D所示，密封表面12a从座面11b分离，从而在吸力F达到所需力Fa的时间点开始开阀操作（提升）。

当线圈电流通过维持控制而维持在第一目标值Ihold1时，吸力F增大到静态吸力Fb。也就是，将第一经过时间段Tboost设置为第一预定时间段T1，使得在电流维持时段期间吸力F可以变成静态吸力Fb。由于第一目标值Ihold1的值被设置为使得静态吸力Fb大于或等于所需力Fa，吸力F在增大到静态吸力Fb之前达到所需力Fa。

在对第一线圈14施加电池电压Ubatt而不是升压电压Uboost的时间点t14之后，通过电池维持控制将线圈电流维持在第二目标值Ihold2。将第二目标值Ihold2的值设置为使得能够维持通过增大控制和维持控制增大的吸力F。也就是，在电池维持时段期间，将吸力F维持在静态吸力Fb。将第二经过时间段Tpickup设置为第二预定时间段T2，使得提升量在电池维持时段期间可以达到最大值Lmax。

吸力F在从时间点t20到时间点t30的时间段期间减小到预定值，然后通过提升维持控制而维持在该预定值。在从时间点t20到时间点t40的时间段期间，将提升位置维持在最大值Lmax。如图4D所示，最大值开始时间点tb可能比时间点t20更靠前，最大值结束时间点tc可能与时间点t40相同。

当完成提升维持控制时，吸力F开始减小，而阀体12开始关闭使得提升量减小。在提升量变为零的时间点td，密封表面12a附接到座面11b，从而使得阀体12关闭。由于在从时间点t40到时间点t41对第一线圈14施加反向电压，所以线圈电流迅速减小，提高了阀体12的关闭响应性。

根据本公开内容，可以根据内燃发动机的工作状态改变第一目标值Ihold1。

下面，将描述改变第一目标值Ihold1的意义。

根据增大控制和维持控制，吸力在从第一时间点t10起到时间点t13的时间段期间增大到静态吸力Fb。如图6G所示的实线，第一力增大率ΔFs和第二力增大率ΔFr在电流维持时段期间根据第一目标值Ihold1而变化。

具体而言，第一力增大率ΔFs随着第一目标值Ihold1的增大而增大。由此，打开时间点tas提前，喷射延迟时间缩短。进一步地，可动芯的芯增大率增大。微喷射区域中的喷射特性的第一斜率Δqs变陡。也就是，在微喷射区域中，当通电时间段Ti延长预定时段时，喷射量Qi变大。

第二力增大率ΔFr随着第一目标值Ihold1的减小而减小。由此，打开时间点tar推迟，喷射延迟时间延长。进一步地，可动芯的芯增大率减小。微喷射区域中喷射特性的第二斜率Δqs变缓。此外，当第二力增大率ΔFr减小时，作为可动芯接触固定芯13的比率的接触率以及碰撞声音减小。

图7所示的实线示出了根据本公开内容的第一目标值Ihold1与最大吸力之间的关系。在该情况下，最大吸力对应于静态吸力Fb。根据本公开内容，如图3所示，当经过预定时段时，即使第一目标值Ihold1改变，最大吸力也不变化。也就是，即使第一目标值Ihold1变化，吸力也可以通过延长电流维持时段而成为静态吸力。由此，可以在不改变最大吸力的情况下改变第一目标值Ihold1。

图7所示的虚线示出了根据传统技术的目标峰值Ipeak和最大吸力之间的关系，其中线圈电流在其达到目标峰值Ipeak的时间点t20时减小。目标峰值Ipeak变得越小，最大吸力就会变得越小。

图8是示出可动芯相对于固定芯的碰撞速度（接触速度）与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图。第一目标值Ihold1变得越小，接触速度就变得越快。由此，如图6G所示，第一目标值Ihold1变得越小，第二力增大率ΔFr就变得越小。当第一目标值Ihold1减小时，可以在不降低最大吸力的情况下放慢接触速度，且可以减小两个芯的碰撞声音。

图9是示出用以对线圈通电的耗能与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图。具体而言，耗能是电容器23b内所充的电力的消耗量。第一目标值Ihold1变得越小，耗能就变得越少。由此，第一目标值Ihold1变得越小，第二力增大率ΔFr就变得越小。当第一目标值Ihold1减小时，可以在不降低最大吸力的情况下减小耗能，且可以减小电容器23b的容量。

图10是示出温度特性的变化和第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图。

第一线圈14的温度（线圈温度）变得越高，第一线圈14的电阻（线圈电阻）就变得越大。在该情况下，线圈电流的电流增大率ΔI如图4B所示的虚线那样较小，因而吸力的第三力增大率ΔF如图4C所示的虚线那样变得较小。图4B和4C中的虚线分别表示当线圈温度较高时的线圈电流和吸力。然后，开阀开始时间点（喷射开始时间点）ta变慢，开阀时间段Tact变短，如图4D所示。具体而言，当线圈温度正常时的开阀开始时间点ta相比于高温喷射开始时间点tah更为提前。由于时间点td没有变化，当线圈温度正常时的开阀时间段Tact比当线圈温度较高时的开阀时间段Tact更长。图4D中的虚线表示当线圈温度较高时的提升量。

结果是，由于电流增大率ΔI根据线圈电流的温度特性而改变，所以第三力增大率ΔF、开阀开始时间点ta和开阀时间段Tact也被改变。喷射量Qi与开阀时间段Tact相关。也就是，因为喷射开始时间点ta和喷射量Qi受到温度特性的影响，所以导致喷射状态（温度特性）相对于第一时间点t10和通电时间段Ti发生变化。

如图10所示，第一目标值Ihold1变得越小，温度特性的变化就变得越小。由此，第一目标值Ihold1变得越小，电流增大率ΔI就变得越小。当电流增大率ΔI变缓时，由对第二力增大率ΔFr施加的线圈温度导致的电流增大率ΔI的变化的影响变小。因此，温度特性的变化变小。当第一目标值Ihold1减小时，可以在不降低最大吸力的情况下使温度特性的变化减小，还可以改善对喷射状态的控制的鲁棒性。

当执行燃料在单个燃烧循环中被喷射数次的多次喷射时，需要精确地喷射少量燃料。在这种情况下，由于喷射开始时间点ta的时间滞后相对于喷射量的量滞后的影响增大，所以鲁棒性的效果可以显著地表现出来。

图11是示出喷射延迟时间与第一目标值Ihold1之间的关系的曲线图。第一目标值Ihold1变得越大，喷射延迟时间就变得越短。由此，第一目标值Ihold1变得越大，第一力增大率ΔFs就变得越陡。当第一目标值Ihold1变大时，可以缩短喷射延迟时间，并且可以提高喷射响应性。

例如，当发动机转速较快时，在单个燃烧循环中可允许喷射的时间段（喷射允许时段）较短。在这种情况下，减小喷射延迟时间的效果可以显著地表现出来。

根据图7-图11，给出如下描述。当第一目标值Ihold1变小时，可以在不降低最大吸力的情况下放慢接触速度、减小耗能、以及减小温度特性的变化。当第一目标值Ihold1变大时，可以缩短喷射延迟时间。

微型计算机21根据内燃发动机的工作状态来改变第一目标值Ihold1。具体而言，在执行增大控制和维持控制的S10，微型计算机21改变第一上限IH1和第一下限IL1从而改变第一目标值Ihold1。

图12是示出由微型计算机21在预定时间段执行的用以改变第一目标值Ihold1的控制的流程图。在S40，微型计算机21确定是否产生了降低第一目标值Ihold1的减小请求。该减小请求是根据微型计算机21执行的子程序产生的。

当内燃发动机在空转工作状态运转时，产生该减小请求。或者，当由打开并关闭阀体12一次所产生的喷射量处于喷射量小于预定量的小喷射状态时，产生减小请求。例如，当在图6G所示的微喷射区域的情况下喷射燃料时，则可能产生减小请求。在这种情况下，喷射量确定为处于小喷射状态。或者，当内燃发动机处于由ECU20构成的各种电路部件的温度大于或等于预定温度的工作状态时，产生减小请求。在这种情况下，ECU20称为电路20。例如，当发动机转速或发动机负荷大于或等于预定值时，产生减小请求。在这种情况下，各种电路部件的温度确定为大于或等于预定温度。

当微型计算机21确定并未产生减小请求时，微型计算机21进行到S41。在S41，微型计算机21确定是否产生增大第一目标值Ihold1的增大请求。该增大请求是根据微型计算机21执行的子程序产生的。当在单个燃烧循环中喷射允许时段小于预定时间段时，产生增大请求。例如，当发动机转速或发动机负荷大于或等于预定值时，产生减小请求。在这种情况下，喷射允许时段确定为小于预定时间段。或者，当执行多次喷射时，优选微型计算机21基于单个燃烧循环中的喷射次数来计算喷射允许时段，并产生增大请求。

当微型计算机21确定既不产生减小请求也不产生增大请求（S40：否，S41：否）时，微型计算机21进行到S42。在S42，微型计算机21将第一目标值Ihold1设置为标准值NA。如图6G和6H所示的实线，喷射量和喷射开始时间点改变了。

当微型计算机21确定产生增大请求（S41：是）时，微型计算机21进行到S44。在S44，微型计算机21将第一目标值Ihold1设置为比标准值NA大的增大值NB。根据本公开内容，S44中的处理对应于改变部分。如图6G和6H所示的虚线ΔFs、Δqs和tas，吸力、喷射量和喷射开始时间点改变了。

当微型计算机21确定产生减小请求（S40：是）时，微型计算机21进行到S43。在S43，微型计算机21将第一目标值Ihold1设置为比标准值NA小的减小值NC。根据本公开内容，S43中的处理对应于改变部分。如图6G和6H所示的虚线ΔFr、Δqr和tar，吸力、喷射量和喷射开始时间点改变了。

根据本公开内容，当同时产生增大请求和减小请求时，第一目标值Ihold1可以不变化。

根据本实施例，线圈电流被通过增大控制增大到第一目标值Ihold1并通过维持控制维持在第一目标值Ihold1一预定时间段。第一目标值Ihold1可以根据内燃发动机的工作状态而改变。因此，可以容易地改变吸力的增大率（力增大率）。下面，将描述改变第一目标值Ihold1的例子及其效果。

当内燃发动机在空转工作状态下运转时，不太需要缩短喷射延迟时间。在这种情况下，第一目标值Ihold1变小，可以减慢接触速度，可以减小耗能，并且可以减小温度特性的变化。

当喷射量处于小喷射状态时，喷射开始时间点ta的时间滞后相对于喷射量的量滞后的影响增大。在这种情况下，根据本实施例，由于第一目标值Ihold1减小，因此可以减小温度特性的变化。

当力增大率升高时，ECU20的电路部件的温度会升高。例如，微型计算机21、IC22、升压电路23、以及开关元件SW2、SW3和SW4会具有热损伤。根据本实施例，当电路部件的温度大于或等于预定温度时，第一目标值Ihold1减小。因此，可以限制电路元件的温度升高，并可以消除热损伤。

当喷射允许时段较短时，例如，当发动机转速较快时，如果喷射延迟时段较长，则无法确保通电时间段Ti。根据本实施例，当喷射允许时段小于预定时间段，第一目标值Ihold1增大。因此，能够缩短喷射延迟时段，并且可以确保通电时间段Ti。

下面，将描述本实施例的特征。

(1)本实施例的第一个特征是将第一目标值Ihold1的值设置为使得静态吸力Fb大于或等于所需力Fa。

如图4C所示，吸力在从第一时间点t10起到时间点t13的时间段期间增大到静态吸力Fb。可以降低第一电流增大时段与从第一时间点t10起到吸力达到所需力Fa的开阀开始时间点ta的第一力增大时段的比率。

例如，线圈温度变得越高，线圈电阻就变得越大。在这种情况下，如图4A和4B所示的虚线，从第一时间点t10起到线圈电流达到目标峰值Ipeak的时间点t20的第二电流增大时段变长。因此，第三力增大率ΔF如图4C所示那样变缓，开阀开始时间点ta变慢，并且开阀时间段Tact缩短。电流增大率ΔI可根据温度特性变化。因此，在第一电流增大时段，第三力增大率ΔF受到温度特性的影响。由于线圈电流在电流维持时段维持在第一目标值Ihold1，第三力增大率ΔF在电流维持时段不受温度特性的影响。

由于可以降低第一电流增大时段与第一力增大时段的比率，所以可以降低第三力增大率ΔF受到温度特性的影响的水平。如图6A-6D所示，在传统的控制器中，在线圈电流达到目标峰值Ipeak的时间点，线圈电流被降低。由此，传统的电流增大时段和传统的力增大时段彼此相同。在这种情况下，传统的电流增大时段与传统的力增大时段的比率为100%。如图6A-6D所示，传统的力增大率ΔF受到温度特性的影响的水平升高。例如，图6A-6D所示的点划线示出了线圈温度较高时的传统的力增大率ΔF。

根据本实施例，由于可以降低因温度特性导致的第三力增大率ΔF的变化，所以可以抑制会随着温度特性而变化的开阀开始时间点ta的变化和开阀时间段Tact的变化。可以限制关于第一时间点t10和通电时间段Ti的喷射状态的精度下降，并且可以改善对温度特性的控制的鲁棒性。

(2)在增大控制和维持控制中，控制施加到第一线圈14的电压，使得阀体12在线圈电流维持在第一目标值Ihold1的时间段中开始打开。也就是，控制增大控制中的电压或该电压的电压施加时间段，使得阀体12不在增大控制中打开。进一步地，控制维持控制或电流维持时段的占空比，使得阀体12在维持控制中开始打开。

由此，阀体12不在增大控制中打开，并且必然可以降低第一电流增大时段与第一力增大时段的比率。

(3)在增大控制和维持控制中，由升压电路23提升的升压电压被施加于第一线圈14。当完成维持控制时，执行对第一线圈14施加电池电压的电池维持控制，从而将线圈电流维持在第二目标值Ihold2。将第二目标值Ihold2的值设置为使得通过增大控制和维持控制增大的吸力可以被维持在静态吸力Fb。

当电流维持时段变得比所必需的长时，包括都使用了升压电压的第二电流增大时段和电流维持时段在内的时间段变长，并且每次喷射的耗能会增大。电容器23b的容量变大是有必要的。

根据本实施例，在执行维持控制后执行电池维持控制。在通过升压电压使线圈电流达到第二目标值Ihold2的时间点之后，由于可以通过电池电压将线圈电流维持在第二目标值Ihold2，所以可以将电池电压而非升压电压施加给第一线圈14。因此，可以降低耗能，电容器23b可以具有小容量。

[其它实施例]

本发明不限于上述的实施例，而可以以例如下面的方式实施。进一步地，每个实施例的特征结构可以组合。

(1)根据本实施例，第一目标值Ihold1可以以三个水平变化：NA、NB和NC。然而，可以根据内燃发动机的工作状态自由地改变第一目标值Ihold1。

(2)根据本实施例，在执行维持控制后执行电池维持控制，从而通过电池维持控制将吸力维持在静态吸力Fb。然而，根据本公开内容，可以通过维持控制持续对第一线圈14施加升压电压，以便在没有电池维持控制的情况下将吸力维持在静态吸力Fb，即使在通过维持控制使吸力达到静态吸力Fb之后。

(3)根据本实施例，将第二目标值Ihold2设置为比第一目标值Ihold1小的值。然而，可以将第二目标值Ihold2设置为等于第一目标值Ihold1的值。

(4)根据本实施例，将第一上限IH1和第一下限IL1之间的第一差值设置为等于第二上限IH2和第二下限IL2之间的第二差值。然而，可以将第一差值设置为不同于第二差值的值。

(5)如图1所示，燃料喷射器10设置在汽缸盖3内。然而，根据本公开内容，燃料喷射器10可以设置在汽缸柱内。进一步地，根据本实施例，安装在点火式内燃发动机上的燃料喷射器10用作受控主体。然而，安装在压缩自点火式内燃发动机（例如柴油发动机）上的燃料喷射器10也可以用作受控主体。此外，直接将燃料喷射到燃烧室2内的燃料喷射器10用作受控主体。然而，将燃料喷射到进油管内的燃料喷射器可以用作受控主体。

尽管结合了实施例描述了本公开内容，但应当理解本公开内容不受这些实施例和结构的限制。本公开内容旨在包括各种修改和等同的配置。另外，尽管各种组合和结构是优选的，但其它包括更多的、更少的或单个元件的组合和结构也在本公开内容的精神和范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃料喷射器(10)的燃料喷射控制器，所述燃料喷射器(10)通过阀体(12)根据线圈(14)的通电所产生的电磁吸力而进行的开阀操作来喷射将在内燃发动机中燃烧的燃料，所述燃料喷射控制器通过控制流过所述线圈的线圈电流来控制所述燃料喷射器的喷射状态，所述燃料喷射控制器包括：

增大控制部分(S11、S14)，其对所述线圈施加电压以将所述线圈电流增大至第一目标值(Ihold1)；

维持控制部分(S11、S14、S15、S17)，其对所述线圈施加电压以将由所述增大控制部分增大的所述线圈电流维持在所述第一目标值；以及

改变部分(S43、S44)，其根据所述内燃发动机的工作状态来改变所述第一目标值，

其中，所述增大控制部分和所述维持控制部分对施加给所述线圈的电压进行控制，以便在所述线圈电流维持在所述第一目标值的时间段中开始打开所述阀体。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其中

所述改变部分将当所述内燃发动机在空转工作状态下运转时的所述第一目标值设置为：小于当所述内燃发动机在其它工作状态下运转时的所述第一目标值的值。

3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制器，其中

所述改变部分将当打开并关闭阀体12一次所产生的喷射量处于其中所述喷射量小于预定量的小喷射状态时的所述第一目标值设置为：小于当所述喷射量大于或等于所述预定量时的所述第一目标值的值。

4.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制器，其中

所述改变部分将当在所述内燃发动机的单个燃烧循环中能够允许喷射燃料的喷射允许时段小于预定时间段时的所述第一目标值设置为：大于当所述喷射允许时段大于或等于所述预定时间段时的所述第一目标值的值。

5.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制器，其中

所述改变部分将控制所述线圈电流的电路(20)的温度大于或等于预定温度时的工作状态的所述第一目标值设置为：小于所述电路的温度小于所述预定温度时的工作状态的所述第一目标值的值。

6.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制器，其中

开始打开所述阀体12所需的所述电磁吸力被称为所需打开力(Fa)，

通过将所述线圈电流维持在所述第一目标值而达到饱和的所述电磁吸力被称为静态吸力(Fb)，并且

所述第一目标值的值被设置为使得所述静态吸力大于或等于所述所需打开力。

7.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制器，进一步包括：

升压电路(23)，其将电池电压提升至升压电压；以及

电池维持控制部分(S22、S25、S26、S28)，其对所述线圈施加所述电池电压，以在执行所述维持控制部分之后将所述线圈电流维持在第二目标值(Ihold2)，其中

所述增大控制部分和所述维持控制部分对所述线圈施加由所述升压电路提升的所述升压电压，并且

所述第二目标值的值被设置为使得能够维持由所述增大控制部分和所述维持控制部分增大的所述电磁吸力。

8.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其中

所述维持控制部分通过控制向所述线圈施加的用以维持所述线圈电流的电压的占空比来执行维持控制，从而使得所述阀体在所述维持控制中开始打开。

9.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其中

在所述增大控制部分对所述线圈施加电压以将所述线圈电流增大至所述第一目标值时，所述阀体不打开。

10.一种燃料喷射系统，包括：

根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制器；以及

所述燃料喷射器。