CN104968926A

CN104968926A - 燃料喷射装置的驱动装置

Info

Publication number: CN104968926A
Application number: CN201480007767.5A
Authority: CN
Inventors: 畑中步; 草壁亮; 安部元幸; 青野俊宏; 广津铁平; 坂本英之; 福田隆夫; 江原秀治; 丰原正裕; 西冈明; 堀俊雄; 爱木清
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: US20150377176A1; EP2955365A4; JP2014152697A; EP2955365B1; EP2955365A1; US9714626B2; JP5975899B2; WO2014123004A1; CN104968926B

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够可靠且高精度地检测阀体的动作时刻即开阀时刻的燃料喷射装置。在时刻(t3)电磁阀电流到达(I2)时，FET(201)和FET(221)成为导通状态，对电磁阀施加(VB)的电压直到时刻(t5)。在时刻(t3)与时刻(t5)之间的时刻(t4)，阀体的位移量到达目标升程，即固定铁芯(301)与可动件(304)接触。在时刻(t3)与时刻(t5)的期间中，进行开阀时刻的检测。

Description

燃料喷射装置的驱动装置

技术领域

本发明涉及例如内燃机中使用的燃料喷射装置的驱动装置。

背景技术

近年来，因二氧化碳的排放限制的强化、和对化石燃料枯竭的担忧，要求改善内燃机的燃耗(燃料消耗率)。作为对此有效的方法，减少排气量而小型化、并且通过增压器获得输出功率的小型化发动机受到关注。在小型化发动机中，通过减少排气量，能够减少泵送损失(pumping loss)和摩擦，所以能够改善燃耗。另一方面，通过使用增压器能够获得充分的输出功率，并且因缸内直接喷射产生的吸气冷却效果，能够抑制增压引起的压缩比的降低，改善燃耗。特别是，在该小型化发动机中使用的燃料喷射装置中，需要在从通过低排气量化获得的最低输出功率所对应的最小喷射量，到通过增压获得的最高输出功率所对应的最大喷射量的宽范围中喷射燃料，要求扩大喷射量的控制范围。

一般而言，燃料喷射装置的喷射量根据从电子控制单元(ECU)输出的喷射脉冲的脉冲宽度进行控制。使喷射脉冲宽度变长时，喷射量增大，使喷射脉冲宽度缩短时，喷射量减小，其关系是大致线性的。但是，在喷射脉冲的宽度较短的区域中，因可动件与固定铁芯等碰撞时产生的反弹现象(可动件的反弹动作)，从使喷射脉冲停止到可动件到达闭阀位置，时间发生变动，喷射量不能相对于喷射脉冲宽度线性地变化，所以存在燃料喷射装置能够控制的最小喷射量增加的问题。此外，因为上述可动件的反弹现象而存在喷射量按燃料喷射装置的每个个体而不稳定的情况，必须将喷射量最大的个体设定为能够控制的最小喷射量，所以有时会成为使能够控制的最小喷射量增大的主要原因。此外，如果从喷射脉冲与喷射量的关系不成直线的非线性区域中的喷射脉冲起使喷射脉冲宽度进一步缩短，则成为可动件与固定铁芯不碰撞、即阀体不会全升(full lift)的中间升程(中间lift)的区域。在该中间升程的区域中，即使对各气缸的燃料喷射装置供给相同的喷射脉冲，燃料喷射装置的升程量也因由于燃料喷射装置的尺寸公差的影响产生的个体差异而不同，所以喷射量的个体偏差增大，出于燃烧的稳定性的观点难以使用该中间升程区域。

如上所述，为了改善燃耗，需要减少燃料喷射装置的喷射量偏差和降低能够控制的最小喷射量，为了大幅降低最小喷射量，要求控制喷射脉冲宽度与喷射量的关系不成直线的短喷射脉冲区域和喷射脉冲小、阀体不到达目标升程的中间升程的区域中的喷射量。

为了减少喷射量偏差和降低最小喷射量，需要在各气缸的燃料喷射装置中用驱动装置检测因开阀时可动件与固定铁芯等碰撞时产生的可动件的反弹现象而产生的从使喷射脉冲停止到可动件到达闭阀位置的时间变动等、阀动作的偏差和喷射量的偏差。

对此，在专利文献1中公开的燃料喷射控制装置中，着眼于因可动件与固定铁芯之间的空气隙(air gap)急速缩小，由可动件和固定铁芯构成的磁路的磁阻减少，贯穿可动件和固定铁芯的磁通密度增加，从而磁性材料磁饱和，磁路的电感改变的现象，通过检测电流的二阶微分值从负切换为正的时刻，检测出可动件与固定铁芯碰撞的时刻。

此外，专利文献2中，记载了着眼于电磁阀的驱动电流的通断的周期随着开阀动作进展、驱动线圈的电感增加而变长，在通断周期比设定值更长的情况下判定为开阀的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-221121号

专利文献2：日本特开平4-287850号

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，已经提出了根据电流的时间变化、或驱动电流的通断控制时的周期变化而检测伴随电磁阀的动作的电感的变化的方法。

但是，在专利文献1中公开的检测方法中，是在空气隙缩小前磁饱和的电磁阀或通电电流的情况下，因为已经磁饱和，所以空气隙的缩小引起的电感的变化较小，认为难以检测。

进而，在喷射燃料压力高的燃料的燃料喷射装置中，为了使电磁阀开阀需要在短时间内流通大电流，所以施加使电池电压升压后的高电压，在短时间内使电磁阀的通电电流增加。在这样的用途中，伴随高电压的施加的电流变化是急剧的，所以难以将开阀引起的电感的变化作为电流变化掌握。

此外，在专利文献2中公开的装置中，检测的时间分辨率固定为上述通断周期的设定值。此处，通断周期的设定值应比开阀时以外的通断周期设定得更长，为了提高检测的时间分辨率，自然需要缩短开阀时以外的通断周期。但是，因电磁噪声的增加、开关元件的损失增加等而难以缩短通断周期。

本发明中，目的在于提供一种燃料喷射的驱动装置，其能够可靠且高精度地检测为了对多个电磁阀的个体偏差和劣化导致的特性变化所引起的燃料喷射量的偏差进行修正所需的、阀体的动作时刻即开阀时刻。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明的驱动装置为电磁阀驱动装置，通过使第1开关元件导通而对电磁阀的两端之间施加第1电压，通过使第2开关元件导通而对电磁阀的两端之间施加低于第1电压的第2电压，驱动电磁阀开闭，其中，在使上述第1开关元件导通、上述电磁阀的通电电流增加至第1电流值后，使上述第1开关元件断开且使上述第2开关元件导通，使小于上述第1电流值的电流通电规定期间，在上述规定期间中且上述第2开关元件未断开时，基于上述电磁阀的通电电流对上述电磁阀达到了控制目标升程量进行检测。

发明效果

根据本发明，能够可靠且高精度地检测电磁阀的开阀完成时刻。此外，根据本发明的一个方式，进而能够切换至能够反馈检测到的信息的驱动模式，所以能够提供能够高精度地进行燃料喷射的燃料喷射装置和内燃机。

附图说明

图1是第一实施方式的燃料喷射装置的电磁阀驱动电路的结构图。

图2是第一实施方式的电磁阀的截面概略图。

图3是第一实施方式的电磁阀的等效电路。

图4是第一实施方式的电磁阀的动作波形。

图5是第二实施方式的燃料喷射装置的电磁阀驱动电路的结构图。

图6是第二实施方式的电磁阀的动作波形。

图7是第三实施方式的电磁阀的动作波形。

图8是第四实施方式的电磁阀的动作波形。

图9是第五实施方式的电磁阀的动作波形。

图10是第六实施方式的电磁阀的动作波形。

图11是第七实施方式的电磁阀的动作波形(通常驱动模式)。

图12是第七实施方式的模式切换的图。

图13是第八实施方式的电磁阀的动作波形。

具体实施方式

以下，对于本发明的第1实施方式，用图1、图2、图3、图5详细说明燃料喷射装置及其驱动装置的结构，用图4详细说明动作。

(实施例1)

图1是第一实施方式的燃料喷射阀驱动装置的电磁阀驱动电路的结构图，示出了对于一个电磁阀300的驱动电路。燃料喷射装置与作为车载电源的电池100、电磁阀驱动电路200连接，具备电磁阀300。电磁阀300例如由螺管线圈(solenoidal coil)构成。电磁阀驱动电路包括升压电路250、FET(Hi)211和逆流防止用二极管(Hi)212和电流测定用的分流电阻(Hi)213，通过控制FET(Hi)211而对电磁阀300施加升压电路250的输出电压VH。此外，包括FET(Mid)201、逆流防止用二极管(Mid)202和电流测定用的分流电阻(Mid)203，通过控制FET(Mid)201而对电磁阀300施加电池电压VB。

在电磁阀300的下游侧设置有FET(Lo)221和用于测定对电磁阀300通电的电流的分流电阻(Lo)224，在对电磁阀300通电时作为继电器工作。此外，包括续流二极管223，在FET(Lo)221为导通状态且FET(Hi)211、FET(Mid)201为断开状态时，使电磁阀300中流过的电流通过包括续流二极管223、电磁阀300和FET(Lo)221的闭路续流(free wheel)。此外，包括电流再生用二极管222，在FET(Lo)221、FET(Hi)211、FET(Mid)201为断开状态时使电磁阀300中流过的电流再生至升压电路250的输出电容器255。此外，升压电路250由输入侧电容器251、升压线圈252、升压FET253、升压斩波器254、输出电容器255构成，通过控制升压FET253而从电池电压VB升压至升压电压VH。

此外，IC230监视分流电阻203、213、224中流过的电流，对FET201、211、221、253施加栅极信号，进行驱动。此处，FET201、211、221内置在IC内部也没有问题。微处理器240取得IC230监视的电流/电压信息和来自附图中省略的传感器类的信息等，对IC230施加以成为适当的喷射量的方式决定电磁阀的喷射时间的喷射脉冲和喷射模式的信息。接收到该信号，IC230生成栅极信号。其中，微处理器240与包括IC230等的驱动电路可以构成为一体的电子控制装置，也可以构成为分别的电子控制装置。

图2是电磁阀300的截面概略图，为了比较，示出了闭阀状态和开阀状态。电磁阀300由固定铁芯301、弹簧302、线圈303、可动件304、阀体305和喷嘴支架306构成。弹簧302被固定于固定铁芯301的弹簧座308在压缩方向上按压。此外，弹簧302对阀体305和可动件304向图中的下方向施力。因此，在未对线圈303通电时，阀体305的前端被压紧在喷嘴支架306上，成为闭阀状态。此时，固定铁芯301与可动件304之间存在空气隙310。此外，图2中，阀体305与可动件304构成为能够相对位移，阀体305和可动件304也可以由同一部件构成。

对线圈303通电时，固定铁芯301和可动件304中产生磁吸引力，在磁吸引力超过闭阀方向的力即弹簧力与作用于阀体的燃料压力产生的力之和时，可动件304被向图中的上方向施力，将阀体305顶起，所以阀体305从喷嘴支架306分离，成为开阀状态而从燃料喷射孔307喷射燃料。在开阀状态下，空气隙310成为与闭阀状态相比非常小的状态。从闭阀状态转移至开阀状态时，随着固定铁芯301与可动件304之间的空气隙的减少，贯穿两个铁芯的磁通增加，所以电感增加。此外，也可以构成为阀体从喷嘴支架分离前可动件通过磁吸引力向开阀方向进行准备动作，可动件与阀体碰撞，阀体从喷嘴支架分离。

图3表示电磁阀300的简易的等效电路。电磁阀的线圈能够简易地用电感成分320与绕组电阻成分321的串联连接表达。对线圈的电感成分施加的电压VL如式(1)所示，能够根据式(2)用式(3)表达。根据式(3)右边2项可知，如上所述电感因空气隙减少而增加时，在阻碍电磁阀300中流过的电流的流向上产生感应电动势。这是可动件304的开阀动作中的电流变化的主要原因。开阀动作完成后，固定铁芯301与可动件304的位置关系固定，所以电感的式(3)的第二项减小，所以开阀动作中和开阀动作完成后感应电动势产生差异，电流的斜率改变。此外，电磁阀的绕组电阻Rinj中产生的电压降VRinj用式(4)表达，电磁阀两端之间的电压用Vinj＝VL+VRinj表达。其中，一般而言感应电动势的符号表示为负，而对电压和电流的方向如图3所示地定义时如式(3)所示地表达。此外，一般在表达线圈的感应电动势时，在式(1)(2)(3)的右边乘以线圈的匝数N，但此处为了简单省略了线圈的匝数N。

其中，在此处的说明中未考虑铁芯的磁性材料自身的磁饱和。考虑磁饱和的情况下，虽然磁饱和引起的电感降低叠加，但阀动作引起的感应电动势的变化同样发生。伴随电流增加的磁性材料的磁饱和引起的电感降低和阀动作引起的电感增加同时发生的情况下电感变化被抵消，所以不优选。抑制这一点的方法在后述的动作说明中说明。(此外，开阀动作引起的电感增加导致的在开阀动作后立刻发生磁饱和的情况下，因为开阀完成前后的电流变化增大，所以优选)

V_{L} = \frac{d φ}{d t}

……式(1)

φ＝L·I ……式(2)

V_{L} = L \cdot \frac{d I}{d t} + I \cdot \frac{d L}{d t}

……式(3)

V_Rinj＝R_inj·I ……式(4)

以下，对于第1实施方式中的动作，表示图4中示出的从微处理器240对IC230施加的喷射脉冲、FET(Mid)201和FET(Hi)211和FET(Lo)221的栅极信号、电磁阀的端子间电压、驱动电流以及阀体305的位移量、和省略了图示的电磁阀300上安装的加速度计的输出。

在时刻t1施加喷射脉冲时，首先，FET(Hi)211和FET(Lo)221成为导通状态，对电磁阀施加VH的电压，电流在电磁阀中通电。

在时刻t2电磁阀电流到达I1时，FET(Hi)211、FET(Lo)221都成为断开状态，电流经由电流再生用二极管222再生，所以对电磁阀施加-VH的电压，电磁阀电流减少。此外，关于使FET(Hi)211、FET(Lo)221断开的条件，也可以不进行电磁阀电流与I1的比较，而是判定施加时间是否到达规定时间来进行时间控制。

在时刻t3电磁阀电流到达I2时，FET(Mid)201和FET(Lo)221成为导通状态，对电磁阀施加VB的电压直至到达时刻t5。使FET(Mid)201和FET(Lo)221导通的条件也可以同样是时间控制。

在时刻t3与时刻t5之间的时刻t4，阀体的位移量到达目标升程，即固定铁芯301与可动件304接触。此时，如上所述在阻碍电流的流向的方向上产生感应电动势，所以电磁阀电流减少。开阀完成的时刻t4之后电感的变化减小，所以逐渐接近用VB/Rinj表达的电流值I3。(∴I3＝VB/Rinj)这表示在开阀完成的时刻电磁阀电流的斜率改变，能够通过电流波形的模式识别或者一阶微分或二阶微分判定。即，通过监视时刻t3与时刻t5之间的电流波形，能够判定开阀完成的时刻。此外，IC230的内部也可以包括除去电流信息中包括的噪声的滤波器和提取波形特征的微分电路、A/D转换器。此外，该滤波器和微分电路由数字电路构成也没有问题。进而，对IC230输入开阀时刻不重叠的多个电磁阀的信息的情况下，也可以对各电磁阀的波形信息用复用器等按时间分割输入。此处，通过将I2设定为接近I3的值，因为Rinj×I＝VB＝Vinj，所以对电感成分施加的电压减小。自然，dI/dt被抑制，能够流通稳定的电流。电流稳定时，能够抑制磁性材料自身的磁饱和引起的电感变化。即，能够明确地掌握开阀动作引起的电感变化和开阀动作引起的磁性材料的磁饱和导致的电感变化。

此外，时刻t3至t5的期间中，不进行FET(Mid)201的通断控制，进行100％占空比的PWM控制。这是因为因FET(Mid)201的通断控制而产生开关噪声，会妨碍判定电磁阀300开阀完成的时刻。通过这样构成，为了进行开阀检测而设置在FET(Hi)211断开后也不进行FET(Mid)201的通断控制的期间，通过在该期间中监视电磁阀电流，能够仅在FET(Mid)201不开关时判定开阀完成。由此，能够排除开关噪声的影响地判定开阀完成时刻。此外，在时刻t3至t5的期间中不一定需要对FET(Mid)201进行100％占空比的导通控制，也可以以为了通电控制为电磁阀动作上需要的电流值所需的占空比进行通断控制。此时，因为使FET(Mid)201开关的时刻能够用微处理器240或IC230识别，所以也可以进而在使FET(Mid)201开关的时刻进行屏蔽处理而不判定开阀完成。由此，在时刻t3至t5的期间中，即使不进行100％占空比的控制时，也能够仅在FET(Mid)201未断开时判定开阀完成，所以能够防止开关噪声引起的误判定。

在时刻t5结束施加喷射脉冲，FET(Hi)211、FET(Mid)201、FET(Lo)221成为断开状态时，因为电磁阀电流经由再生用二极管再生，所以电磁阀被钳位至-VH的电压。

在时刻t6电磁阀电流减少至0[A]时，再生电流也成为0[A]，所以-VH的钳位状态也结束，电磁阀的两端成为开路状态。在时刻t6之后，在电磁阀的两端产生电磁阀的固定铁芯中流过的涡电流引起的感应电动势，但向0[V]逐渐减少。因电磁阀电流被切断，磁吸引力减少，由弹簧施力，在时刻t7电磁阀闭阀。

其中，开阀完成、闭阀完成的时刻也能够用加速度计检测，能够根据表现出图4的加速度计的输出这样的波形而确认。关于加速度计的输出，在开阀完成时刻，检测出固定铁芯301与可动件304碰撞时的振动，在闭阀完成时刻，检测出阀体305与喷嘴支架306碰撞时的振动。

其中，本实施例中以图2中示出的简化后的电磁阀为例进行了说明，但在由线圈和磁性材料构成的电磁阀中在原理上会发生同样的现象，所以也可以使用例如上述在阀体从喷嘴支架分离前可动件通过磁吸引力向开阀方向进行准备动作这样的结构更复杂的电磁阀。

此外，因为施加通过升压电路升压后的电压VH而使电流增加，所以能够实现支持燃料压力高的内燃机中的高速开阀的检测。

此外，在时刻t2至时刻t3之间施加-VH的电压而使电流减少，但使电流减少的方法不限于此。例如在使用续流二极管223的续流状态下减少电流也能够检测开阀完成时刻。

此外，在时刻t3使FET(Mid)201导通后，电磁阀电流向I3急剧增加，但可以认为这是受到了为了抵消电磁阀线圈电流的变化引起的磁通变化而在固定铁芯301中产生的涡电流的影响。因为不是开阀动作引起的，会成为误检测的原因，所以开阀完成时刻的检测从比t3稍晚的时刻开始较好。

此外，本实施例中对一个电磁阀进行了说明，但多个电磁阀也能够得到同样的效果。

此外，时刻t3～时刻t5的期间中存在VB变动的情况下电磁阀电流会变动，所以开阀检测时需要VB电压稳定。因此，采用使用微处理器监视VB，筛选VB稳定时的检测数据判定有效等方法较好。

此外，本实施例的燃料喷射装置不限于单独用作燃料喷射装置，也可以装载在发动机控制单元(ECU)、缸内喷射汽油发动机等内燃机中。

如以上所说明，根据本实施例的燃料喷射装置，能够获得以下效果。通过在时刻t3(或比时刻t3晚的时刻)～时刻t5的期间中设置检测期间，能够明确地掌握开阀动作引起的电感变化引起的电感变化，能够根据电流检测开阀时刻。因为施加通过升压电路升压后的电压VH而使电流增加，所以能够实现支持燃料压力高的内燃机中的高速开阀的检测。

(实施例2)

以下，根据附图用图5、图6详细说明本发明的第2实施方式。图5是相当于实施例1中的图1的图，此外，图6是相当于实施例1中的图3的图，对与第一实施方式相同的部分附加相同的符号并省略说明，以下对于不同的部分进行说明。

图5中示出的电磁阀驱动电路200的不同点在于附加了滤波电路2510、微分器2520。实施例1中用IC230对分流电阻(Lo)224检测出的电磁阀的电流在IC230内处理并进行了开阀的判定，而通过与IC230分别地设置滤波电路2510和微分器2520，IC230不需要特别的功能，能够减少IC的开发时间和开发成本。

图6中示出的电磁阀端子间电压、电磁阀驱动电流、电流一阶微分值和位移量是将开阀完成时刻的波形放大后的图，不同点在于示出了具有弹簧强度和尺寸的个体偏差的电磁阀个体A、个体B、个体C的波形。

电流一阶微分值是微分器2520的输出，与个体A、个体B、个体C各自的开阀完成时刻t4A、t4B、t4C，和电磁阀电流向下凸出、电流一阶微分值从负变为正时的零交叉时刻一致。即能够根据电流的一阶微分值判定开阀完成。

此外，也可以进一步追加微分器进行二阶微分，该情况下在t4A、t4B、t4C具有峰值，能够同样地判定开阀完成时刻。

(实施例3)

以下，根据附图用图1、图7详细说明本发明的第3实施方式。图1在实施例1中已经说明，此外，图7是相当于实施例1中的图4的图，对与第一实施方式相同的部分附加相同的符号并省略说明，以下对于不同的部分进行说明。

图7所示的动作波形中，时刻t5之后的FET201、211、221的控制不同。不同点在于通过从时刻t6起使FET(Mid)201通断而对电磁阀多次施加脉冲状的电压，保持了低于I3的I4的电流。I4的电流例如设定为维持电磁阀300的开阀所需的最低限度的电流值。通过流通低于I3的I4的电流，与以I3持续通电的情况相比能够抑制电磁阀的发热并且在与喷射脉冲相当的期间维持电磁阀300的开阀，控制燃料喷射时间(喷射量)。此外，通过流通低于I3的I4的电流，在时刻t8结束喷射脉冲后，能够更快地切断电流，还能够减少切断电流后在固定铁芯中流过的涡电流，所以能够更高速地闭阀，提高喷射量的控制精度。另一方面，在时刻t3～t5的期间中，与时刻t5至时刻t8的期间相比不使FET(Mid)201通断(或进行通断控制的次数较少)，所以能够降低进行开阀检测的期间的开关噪声。

其中，根据第3实施例，在时刻t5至时刻t6的期间中使FET(Lo)221为导通状态、FET(Mid)201为断开状态，在续流二极管223中流通续流电流并使电流衰减，但也可以使FET(Lo)221为断开状态、FET(Mid)201为断开状态，通过对电流再生用二极管222通电对电磁阀施加-VH而使电流衰减。

(实施例4)

以下，根据附图用图8详细说明本发明的第4实施方式。图8是相当于实施例3中的图7的图，对与第4实施方式相同的部分附加相同的符号并省略说明，以下对于不同的部分进行说明。

图8所示的动作波形的不同点在于追加了需要应对的燃料压力最高且弹簧力最高的条件下的升程量和电流波形、加速度计的输出。一般而言，燃料压力越高，且弹簧力越大，开阀完成的时刻越晚。因此，在高压燃料和高弹簧力的条件下在比时刻t4晚的时刻t4'完成开阀。此处，时刻t4'处于时刻t3至时刻t5之间，所以在时刻t4'电磁阀电流中产生向下凸出的电流，能够检测出开阀。

本实施例中关于时刻t5的设定方法，考虑可能因电磁阀的特性劣化而发生的开阀的延迟，以需要应对的燃料压力的范围、和弹簧力的偏差范围中开阀完成时刻最晚的条件即高燃料压力、高弹簧力的条件下的开阀完成时刻t4'在直流地施加VB电压(减少开关噪声)的开阀检测期间t3至t5的范围中的方式设定t5。由此，能够避免开阀较晚的条件下未检测出开阀完成，能够实现更可靠的开阀完成检测。

其中，在高燃料压力、高弹簧力的条件下，力在闭阀方向上作用，所以闭阀的时刻t7'是比时刻t7更早的时刻。

(实施例5)

以下，根据附图用图9详细说明本发明的第5实施方式。图9是相当于实施例3中的图7的图，对与第3实施方式相同的部分附加相同的符号并省略说明，以下对不同的部分进行说明。

第5实施方式对于电磁阀的特性因劣化等而变化，在t3至t5的期间中不能检测出开阀完成时刻的情况下的动作进行说明。

图9中示出的开阀完成时刻是时刻t4”，比时刻t3更早，这一点不同。此外，用灰色的实线示出了在与图7同样的电压施加条件下驱动FET211、201、221的情况下的电磁阀电流。在图7的电压施加条件下开阀完成时刻t4”是比时刻t3早的时刻，所以在t3至t5的降低开关噪声的期间中不能检测出开阀。而且，在因施加升压电压而通电电流增大或通电电流减少的t3之前的时刻，电流变化较大，所以不能掌握感应电动势引起的电流变化，难以检测开阀完成。

在这样的情况下，如第5实施方式所示，使电磁阀电流的峰值电流I1减少至I1'，使到达I2的时刻t2提前至t2'。由此，能够使施加VB的时刻t3提前至比时刻t4”更早的时刻t3'。通过该动作，即使在电磁阀的特性因劣化等而变化、开阀完成时刻提前的情况下，也能够可靠地检测开阀完成。

其中，关于使I1减少至I1'的方法，可以使电流设定值从I1变化为I1'，也可以减少FET(Hi)211的脉冲施加时间。(可以通过电流值控制，也可以通过时间控制)

根据实施例4和实施例5的控制方法，能够以在开阀检测期间t3～t5的期间中开阀完成的方式进行控制，所以即使开阀完成时刻因发动机的运转状态的变化和随时间经过劣化等改变，也能够可靠地检测开阀完成时刻。

(实施例6)

以下，根据附图用图10详细说明本发明的第6实施方式。图10是相当于实施例3中的图7的图，对与第3实施方式相同的部分附加相同的符号并省略说明，以下对不同的部分进行说明。

图10中的不同点在于追加了升压线圈中流过的电流波形。该升压线圈电流在t3～t5的期间中不流过电流，使升压动作停止。

因为升压电路250在10[A]程度的大电流下高频地使升压FET253开关，所以会成为VB电压的变动和开关噪声的原因。因t3～t5的期间中的VB电压的变动，电磁阀电流变动，所以需要对其进行抑制。此外，包括开关时的振铃(ringing)那样的高频成分的噪声可能经由电路元件的寄生电容传递，所以会成为误检测的原因。

因此，通过在以上实施例之外，在进行开阀检测的t3～t5的期间中停止升压电路的动作，能够更准确地检测开阀完成时刻。

(实施例7)

以下，根据附图用图11和图12详细说明本发明的第7实施方式。

图11是相当于实施例3中的图7的图，对与第3实施方式相同的部分附加相同的符号并省略说明，以下对不同的部分进行说明。

图7中在t3～t5的期间的VB施加、以及不进行该期间的开阀完成检测这一点上不同。将其作为通常驱动模式。此外，将如第1～第6实施方式所述，在t3～t5的期间中施加VB并检测开阀完成的模式作为检测驱动模式。在通常驱动模式下，无需设定t3～t5的期间，能够自由地设定喷射脉冲宽度，所以与检测驱动模式相比能够缩短喷射脉冲，能够进一步降低最小喷射量。

图12中示出了汽车的运转状态、和燃料喷射装置的喷射驱动模式的切换表。在汽车的怠速期间的一部分期间中设为检测驱动模式，在行驶时设为通常驱动模式，由此能够改善燃耗和使废气变得清洁。

此外，优选当VB电压在规定的电压范围内时，执行检测驱动模式，能够在检测驱动模式下更准确地检测开阀完成。

此外，优选当燃料压力在规定的压力范围内时，执行检测驱动模式，能够在检测驱动模式下更准确地检测开阀完成。例如，以检测开阀完成的期间比燃料喷射装置上游的燃料压力的变动周期更短的方式设定即可。进而，优选将检测开阀完成的期间设定为比因电磁阀的个体差异而产生的电磁阀的可动件的动作时间的延迟更长的期间。

此外，在执行检测动作模式时，优选使空气调节机等车载设备的负载停止，由此能够抑制VB变动，能够在检测驱动模式下更准确地检测开阀完成。

此外，也可以使检测驱动模式的检测信息反映在通常驱动模式中，使开阀电流的Ipeak的值变化。即，也可以通过使开阀完成时刻早的电磁阀的Ipeak降低，使开阀完成时刻晚的电磁阀的Ipeak增加，而使从开始施加喷射脉冲到开阀时刻相等。由此可以减少各个电磁阀的喷射量偏差，能够改善燃耗和使废气变得清洁。

(实施例8)

以下，根据附图用图13详细说明本发明的第7实施方式。

图13示出了通常驱动模式下的个体A、B、C的电磁阀电流波形和阀体的位移量。个体A是弹簧力弱的易于开阀的个体，个体B是弹簧力中等程度的易开阀性平均的个体，个体C是弹簧力强的难以开阀的个体。因为通过检测驱动模式已经得知了各个体的开阀时刻，所以能够进行为了使所有个体的开阀时刻为同一时刻topen，而使各个体的峰值电流增减、对喷射脉冲宽度进行修正的反馈。具体而言，对于喷射脉冲开始，对个体A在时刻tPA施加IpeakA的峰值电流，对个体B在时刻tPB施加大于IpeakA的IpeakB的峰值电流，对个体C在时刻tPC施加大于IpeakB的IpeakC的峰值电流。由此能够使个体A、B、C的开阀完成时刻对齐为时刻topen，能够减少各个体的偏差，所以能够实现燃料喷射量的高精度化。

此外，通过检测驱动模式得到的喷射装置各个体的开阀时刻信息，不仅能够应用于为了使可动件与固体铁芯碰撞而对燃料喷射装置进行全升程控制的情况，也能够应用于将目标升程设定为可动件不与固体铁芯碰撞的升程量的所谓中间升程控制。特别在中间升程的区域中，即使对各气缸的燃料喷射装置供给相同的喷射脉冲，燃料喷射装置的升程量也因由于燃料喷射装置的尺寸公差的影响所产生的个体差异而不同，所以喷射量的个体偏差增大，所以优选基于通过检测驱动模式得到的信息进行修正。

符号说明

100……电池

200……电磁阀驱动电路

300……电磁阀

250……升压电路

211……FET(Hi)

212……逆流防止用二极管(Hi)

213……电流测定用的分流电阻(Hi)

201……FET(Mid)

202……逆流防止用二极管(Mid)

203……电流测定用的分流电阻(Mid)

221……FET(Lo)

224……分流电阻(Lo)

223……续流二极管

222……电流再生用二极管

251……输入侧电容器

252……升压线圈

253……升压FET

254……升压斩波器

255……输出电容器

230……IC

240……微处理器

301……固定铁芯

302……弹簧

303……线圈

304……可动件

305……阀体

306……喷嘴支架

Claims

1.一种燃料喷射装置的驱动装置，其为电磁阀驱动装置，通过使第1开关元件导通而对电磁阀的两端之间施加第1电压，通过使第2开关元件导通而对所述电磁阀的两端之间施加低于所述第1电压的第2电压，驱动所述电磁阀开闭，所述燃料喷射装置的驱动装置的特征在于：

在使所述第1开关元件导通、所述电磁阀的通电电流增加至第1电流值后，使所述第1开关元件断开且使所述第2开关元件导通，使小于所述第1电流值的电流通电规定期间，在所述规定期间中且所述第2开关元件未断开时，基于所述电磁阀的通电电流对所述电磁阀达到了控制目标升程量进行检测。

2.如权利要求1所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

进行控制以使得所述电磁阀达到控制目标升程量的时刻在所述规定期间中。

3.如权利要求1所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

在经过所述规定期间后，具有在所述电磁阀中流通比所述规定期间中的所述电磁阀的通电电流低的电流而保持所述电磁阀的开阀的开阀保持期间。

4.如权利要求1所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

包括将所述第2电压升压而生成所述第1电压的升压电路，

在所述规定期间中停止所述升压电路的动作。

5.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

将使所述第2开关元件导通的脉冲输出到所述电磁阀的两端之间2次以上，所述脉冲中的至少一个脉冲是脉冲宽度比其他脉冲的脉冲宽度长的检测脉冲，在输出所述检测脉冲时，对所述电磁阀达到了控制目标升程量进行检测。

6.如权利要求5所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

所述检测脉冲是所述电磁阀通电期间中的最开始的脉冲。

7.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

在使所述第1开关元件导通、所述电磁阀的通电电流增加至第1电流值后，在所述规定期间前对所述电磁阀的两端之间施加负的电压。

8.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

基于所述电磁阀的通电电流检测所述电磁阀达到了控制目标升程量的时刻，是所述第2开关元件以占空比100％导通的时刻。

9.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

所述规定期间是所述燃料喷射装置上游的燃料压力在规定的范围内，比因所述电磁阀的个体差异而产生的所述电磁阀的动作时间的延迟长的期间。

10.如权利要求2所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

在所述规定期间中不能检测出所述电磁阀达到了控制目标升程量时，减少所述第1电流值而使所述规定期间的开始时刻提前。

11.如权利要求2所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

在所述规定期间中不能检测出所述电磁阀达到了控制目标升程量时，延长所述规定期间。

12.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

所述电磁阀中流通的电流，在所述规定期间的至少一部分期间中大致接近所述第2电压除以所述电磁阀的电阻得到的值。

13.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

具有设置有所述规定期间的检测驱动模式和不设置所述规定期间地对所述电磁阀通电的驱动模式，具有切换所述检测驱动模式和所述驱动模式的功能、和基于所述检测驱动模式下检测出的信息对所述驱动模式的通电波形进行修正的功能。

14.如权利要求13所述的燃料喷射装置，其特征在于：

内燃机怠速时的至少一部分期间被设定为所述检测驱动模式。

15.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

具有监视燃料压力的功能，在所述燃料压力在规定的压力范围时的至少一部分期间中设定为检测驱动模式。

16.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

所述第2电压是从车载电池供给的电压，在所述车载电池的电压处于规定的变动范围内时的至少一部分期间中设定为所述检测驱动模式。

17.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

在所述检测驱动模式的期间中，使引起所述车载电池的电压变动的负载停止。

18.如权利要求2～4中任一项所述的燃料喷射装置的驱动装置，其特征在于：

包括至少一个对包含所述燃料喷射装置的电磁阀中流通的电流的信息的信号进行微分的电路。