CN107110050A - 燃料喷射阀的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀的控制装置，其判断多级喷射控制是否正常动作、或者是否进行了异常动作，根据需要执行多级喷射控制的失效保护。本发明具有如下所述的单元：对每个气缸分别设置的燃料喷射阀；基于燃料喷射阀的驱动电流或驱动电压检测上述燃料喷射阀的开阀状态或闭阀状态中的某一者或两者的开闭阀检测单元；和判断包括开阀状态或闭阀状态的检测开始时刻和检测结束时刻的检测执行期间的检测执行判断单元，能够防止与其他气缸的重复检测和开阀检测和闭阀检测的重复等检测干扰，能够降低误检测等风险。

Description

燃料喷射阀的控制装置
技术领域
本发明涉及控制内燃机的燃料喷射阀的控制装置，特别涉及对气缸内直接喷射燃料的缸内直喷式内燃机的燃料喷射阀控制装置。
背景技术
近年来，作为内燃机的排气性能的改善方法，进行在一个燃烧周期中至少进行多次燃料喷射的多级喷射控制。该多级喷射控制中，基于根据内燃机的运转状态等求出的多级喷射次数分割后执行燃料喷射。
另外，执行多级喷射控制时的燃料喷射量运算中，将现有的运算式计算出的燃料喷射量作为总喷射量，按上述总喷射量除以基于上述多级喷射次数的分割比得到的每个多级喷射次数的燃料喷射量进行燃料喷射阀的驱动控制。
专利文献1中，公开了在进行燃料喷射量运算的控制装置和燃料喷射阀的驱动电路成分体结构的多级喷射控制系统中，判断驱动电路是否与从控制装置向驱动电路输出的控制指令对应地对燃料喷射阀正确地施加了驱动信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-36344号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1记载的发明通过确认来自驱动电路的输出是否正常，来判断燃料喷射阀是否按照控制装置的控制指令动作，并不确认燃料喷射阀自身的实际的动作。
从而，专利文献1记载的发明中，驱动电路的输出正常时判断燃料喷射阀按照控制装置的指令动作，另一方面，不能检测实际上燃料喷射阀的结构上的机械摩擦和动作特性变化等情况下的异常状态，存在不能满足排气性能的期待值的风险。
进而，执行多级喷射控制时，因为燃料喷射阀的结构上的故障和动作特性劣化等原因，多级喷射次数的控制指令值与实际上燃料喷射阀执行的喷射次数不一致的情况下，存在大幅损害排气性能的风险。
本发明鉴于这样的课题，其目的在于实现一种能够检测燃料喷射阀的结构上的特性变化和动作特性劣化等、驱动电路以外的异常引起的燃料喷射控制的异常，进而能够进行排气性能的保障的控制装置。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的燃料喷射阀的控制装置是一种对用于按控制指令对内燃机喷射燃料的燃料喷射阀进行控制的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：基于因所述燃料喷射阀的动作状态而发生变化的参数，判断所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的动作。
另外，其他方式的本发明的燃料喷射阀的控制装置的特征在于：进而实施在所述内燃机的一个燃烧周期中从所述燃料喷射阀多次喷射燃料的多级喷射控制；基于所述参数，判断所述燃料喷射阀是否进行与所述控制指令对应的次数的多级喷射。
发明效果
根据本发明，能够检测燃料喷射阀的结构上的特性变化和动作特性劣化等、驱动电路以外的异常引起的燃料喷射控制的异常，进而能够进行排气性能的保障。
进而，在进行多级喷射控制的系统中，能够进行多级喷射次数的实际动作保障，并且在异常时能够适当转移至禁止多级喷射控制或修正燃料喷射量等的失效保护控制，进而能够进行排气性能的保障。
附图说明
图1是表示本发明的整体结构的图。
图2是表示燃料喷射阀驱动单元的结构的图。
图3是表示现有的燃料喷射阀驱动例的图。
图4是多级喷射控制的说明图。
图5是表示多级喷射时的燃料喷射阀驱动例的图。
图6是表示本发明要解决的课题的一例的图。
图7是表示本发明要解决的课题的一例的图。
图8是表示本发明要解决的课题的一例的图。
图9是表示本发明的一个实施例的图。
图10是表示本发明的控制流程图的图。
图11是表示本发明的其他整体结构的图。
图12是表示本发明的一个实施例的图。
图13是表示本发明的一个实施例的图。
图14是表示本发明的一个实施例的图。
图15是表示本发明的正常判断方法的例子的图。
具体实施方式
以下用附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1示出了燃料喷射控制装置中的基本结构的一例。首先，从电池(103)供给的电池电压(110)经由熔断器(未图示)和继电器(未图示)向控制车载发动机等的内燃机控制装置(未图示)内设置的燃料喷射阀控制装置(101)供给。
燃料喷射阀控制装置(101)内具有即使在燃料喷射阀(108)内设置的阀体为高燃料压力(以下称为高燃压)的状态下，也用电池电压(110)生成燃料喷射阀的阀体进行开阀动作所需的高电源电压(以下称为高电压：109)的高电压生成单元(104)。
高电压生成单元(104)基于来自驱动IC(105)的指令，从电池电压(110)升压至预先设定的目标高电压。通过在燃料喷射阀工作开始时施加由此生成的高电压(109)，燃料喷射阀(108)内的阀体能够获得比因高压的燃料压力而产生的闭阀力更强的开阀力。
另外，在驱动IC(105)内，基于从微型计算机(102)输入的燃料喷射阀(108)的驱动时间(脉冲信号：114)和燃料喷射阀(108)的驱动电流设定值(115)，按规定的流程控制燃料喷射阀驱动单元(106，107)，由此进行电流控制。关于燃料喷射阀驱动单元(106，107)的说明，用图2在后文中叙述。
图1中，示出了将微型计算机(102)和驱动IC(105)安装在同样的燃料喷射阀控制装置(101)内的例子，但也可以将微型计算机(102)和驱动IC(105)安装在不同的装置中而用通信线连接。
燃料喷射阀的脉冲信号(114)和驱动电流的设定值(115)在微型计算机(102)内部运算。具体而言，在微型计算机(102)内部的存储器、或者未图示的存储器中设置程序，利用由微型计算机(102)执行的多级喷射控制运算单元(102a)，根据内燃机的运转状态、或运转场景等，进行可否执行多级喷射的判断，在允许多级喷射控制时，用规定的运算式计算出多级喷射次数、燃料喷射量的分割比、各个喷射时刻等。当然，在判断为禁止多级喷射控制时，进行在一个燃烧周期中仅进行1次燃料喷射的、现有的燃料喷射阀(108)驱动运算处理。
多级喷射控制运算单元(102a)在根据内燃机的运转状态决定的燃料喷射量之外，还运算按规定的顺序运算出的多级喷射次数、分割比、以及燃料喷射阀(108)的驱动时刻，将该信息(113)输出至燃料喷射阀脉冲信号运算模块(102b)。
燃料喷射阀脉冲信号运算模块(102b)运算多级喷射控制中进行多次的喷射的每一次的燃料喷射量(例如将燃料喷射量除以分割比)，生成内燃机中设置的每个燃料喷射阀(108)的脉冲信号(114)，对驱动IC(105)输出。
另外，燃料喷射阀驱动波形指令模块(102c)对驱动IC(105)输出根据内燃机的运转状态和燃压(燃料压力)等信息(111)决定的燃料喷射阀(108)的驱动电流曲线(115)。
通过这些驱动控制，在燃料喷射阀(108)的阀体进行从开阀到闭阀的动作时，将物理上发生变化的信号输入至燃料喷射阀驱动状态输入单元(102f)。本图中，将物理上发生变化的信号图示为燃料喷射阀(108)的驱动电压(具体而言为工作电压)。
另外，燃料喷射阀驱动状态输入单元(102f)中，根据需要进行规定的信号处理(例如滤波处理和高速傅立叶变换等)。
在燃料喷射阀驱动状态输入单元(102f)输入的信息，输入至执行喷射次数判断单元(102e)(116)，此处，根据是否满足规定条件，进行燃料喷射阀(108)是否正常动作、或者是否发生了异常动作的判断，基于其结果，统计正常动作的喷射次数、或发生了异常的喷射次数等。
根据执行喷射次数判断单元(102e)的结果(117)与用多级喷射控制运算单元(102a)运算得到的指令喷射次数(119)是否一致，判断多级喷射控制是否正常。
另外，在执行喷射次数判断单元(102e)的结果(117)与用多级喷射控制运算单元(102a)运算得到的指令喷射次数不一致的情况下，因为内燃机未满足要求的燃料喷射量，所以判断是发生了燃料喷射量的误差的异常。
另外，本图是为了便于说明而将实际的结构简化的图，但是一般来说，例如现有技术的脉冲信号(114)对于内燃机中设备的每个燃料喷射阀设定，同样地，关于多级喷射控制的喷射次数和分割比、喷射时刻等也随时间发生变化，因此优选按每个气缸进行处理。
同样地，按每个气缸具有用燃料喷射阀驱动状态输入单元(102f)运算得到的信息(116)、执行喷射次数判断单元(102e)的结果(117)、指令喷射次数(119)等。
接着，用图2进行图1所示的燃料喷射阀(108)的驱动单元(106，107)的详细说明。
如图1所说明的，燃料喷射阀(108)的上游侧驱动单元(106)为了供给使燃料喷射阀(108)开阀所需的电流，而将高电压生成单元(104)生成的高电压(109)经由为了防止电流逆流而设置的二极管(201)用图中的TR_Hivboost(203)电路向燃料喷射阀(108)供给。另一方面，在使燃料喷射阀(108)开阀之后，将使燃料喷射阀(108)的阀体保持开阀状态所需的电池电压(110)与高电压(109)同样地经由用于防止电流逆流的二极管(202)用图中的TR_Hivb(204)电路向燃料喷射阀(108)供给。
接着，在燃料喷射阀(108)的下游的燃料喷射阀驱动单元(107)中具有TR_Low(205)，通过使该驱动电路TR_Low(205)成为导通(ON)，对于燃料喷射阀(108)，能够对燃料喷射阀(108)施加来自上游侧的燃料喷射阀驱动单元(106)的电源电压(109或110)。另外，在TR_Low(205)的下游侧，具有分流电阻(206)，通过检测对燃料喷射阀(108)通电的电流值，进行要求的燃料喷射阀(108)的电流控制。
另外，本说明对于燃料喷射阀(108)的驱动方法示出了一例，例如在燃料压力比较低时、或在对内燃机的进气口喷射燃料的系统等中，存在燃料喷射阀(108)开阀时不使用高电压(109)而是使用电池电压(110)的方法。
另外，TR_Hivboost(203)、TR_Hivb(204)、TR_Low(205)分别能够使用MOSFET等开关元件。
接着，用图3说明现有的燃料喷射阀(108)的驱动方法。
图3示出了驱动燃料喷射阀时的驱动电流(301)和驱动电压(302)的变化趋势。从图中上方起有燃料喷射阀的驱动指令即脉冲信号(114)、驱动电流(301)、驱动电压(302)。另外，驱动电压(302)记载了图1中在下游侧燃料喷射阀驱动单元(107)与燃料喷射阀控制装置(201)的GND之间产生的电压。
从微型计算机(102)向驱动IC(105)输入脉冲信号(114)时，驱动IC(105)基于脉冲信号，进行燃料喷射阀(108)的驱动。具体而言，从脉冲信号从无效(OFF)成为有效(ON)的时刻(T303)起开始燃料喷射阀(108)的驱动，驱动IC(105)基于由图1内的燃料喷射阀驱动波形指令模块(102c)决定的驱动电流曲线(115)，对燃料喷射阀(108)进行电流控制。
在图3中示出电流控制的1例，首先，供给高电压(109)直到驱动电流(301)达到最初的控制目标值即目标开阀电流(301a)的时刻(T304)。另外，作为其他方法，作为开阀时的控制目标，从脉冲信号(114)成为有效的时刻(T303)起持续规定期间(301e)地对燃料喷射阀(108)供给高电压(109)。
之后，驱动电流(301)的控制目标值转移至保持电流1(301b)。此处，电源电压进行切换而成为保持开阀用的电源电压即电池电压(110)，之后，根据需要进行切换而成为第二保持电流目标值即保持电流2(301c)(T305)。该保持电流的切换例如从脉冲信号(114)成为有效的时刻(T303)起，基于燃料喷射阀(108)的特性，设定为规定期间(301d)。另外，为了将驱动电流(301)保持为控制目标值即保持电流1(301b)或保持电流2(301c)，而进行TR_Hivb(204)电路的导通/关断控制、所谓Duty控制(占空比控制，也称为斩波控制)，持续直到脉冲信号(114)从有效成为无效的时刻(T306)。
从脉冲信号成为无效的T306起，为了迅速释放燃料喷射阀(108)内的残留磁力、使燃料喷射阀(108)内的阀体迅速闭阀，而持续规定(直到T307)期间地在与驱动燃料喷射阀(108)时相反方向供给高电压(109)。
另外，本图中，记载了电流控制的一例，但取决于燃料喷射阀(108)的特性和包括燃压的内燃机的运转状态，存在最佳的驱动电流曲线，因此不限于本图中描述的驱动电流，也能够得到本发明的效果。
接着，对于多级喷射控制进行说明。
图4示出了从现有的喷射控制即单次喷射切换至多级喷射时的脉冲信号(114)，图中的T401表示允许多级喷射控制的时刻。
首先，不限于燃料喷射阀(108)，作为基于规定的曲柄角进行架构驱动的所谓角度控制的一般方法，设置每个气缸的控制基准位置(T408a～T408d)，以该控制基准位置(T408a～T408d)为基准在要求的角度计测架构动作的时刻。
基于这一点对图4进行说明，在T401的过去(图中T401的左侧)，多级喷射控制被禁止，执行通常的单次喷射(402，403)。进而，相对于T401，将来(图中T401的右侧)的喷射执行信号(404)中，控制基准位置相对于T401位于左侧，根据该时刻的喷射时刻(409)执行喷射控制，因此此处也是单次喷射。
与此相对，从T401后最初的控制基准位置即T408b起，在多级喷射用的喷射时刻(401)产生405所示的喷射指令，因此从此处起执行多级喷射。之后，持续多级喷射控制，进行与405同样的控制，从而406、407也执行多级喷射。
另外，图中的多级喷射控制表示了按3次喷射(405a，404b，405c)执行的情况，但在该次数不同时，基本的控制方法也不变。
另外，作为本发明中的多级喷射的定义，定义为在一个燃烧周期中至少进行1次以上燃料喷射，关于该一个燃烧周期，虽然每个气缸的位置(角度)不同，但是设为4冲程式内燃机的燃烧冲程(进气，压缩，膨胀，排气)间的720deg。
接着，说明多级喷射控制中(正常时)的燃料喷射阀(108)的驱动电流和驱动电压的变化趋势。
图5是例如将图4中的405a、405b、405c放大的图，从上方起有供给燃料喷射阀(108)的脉冲信号(501)、驱动电流(502)、高电压(503)、驱动电压(504)。另外，本图的驱动电压(504)如图1所示，表示燃料喷射阀(108)的上游侧与下游侧的工作压。
图4中，执行3次喷射的多级喷射控制，脉冲信号(114c)分别执行405a、405b、405c的燃料喷射。另外，关于喷射开始时刻，将T505、T511、T512作为燃料喷射阀(108)的工作开始时刻。
关于驱动电流，是在达到开阀电流(502a)之后(T506)，暂时停止对燃料喷射阀(108)的电流供给直到T507，从T507起再次供给驱动电流的驱动电流曲线。
在脉冲信号(114c)成为无效的时刻(T508)，驱动电流(502)停止对燃料喷射阀的供给，从下一个喷射开始时刻(T511或T512)起按同样的驱动顺序进行电流供给。观察此时的高电压(503)，通常高电压(503)成为升压至高电压设定值(503a)的状态，在燃料喷射阀(108)的开阀开始时(T505至T506)之间，因为使用高电压(503)，所以电压暂时下降。之后，高电压(503)降至低于升压开始电压(503b)时，从驱动IC(105)对高电压生成单元(104)发出升压指令，经过一定升压期间(T510)再次成为高电压设定值(503a)。此后，从下一个喷射动作开始时(T511)起进行同样的动作。
接着进行驱动电压(504)的说明。驱动电压(504)从进行最初的燃料喷射阀(108)驱动(405a)时(T505)起供给高电压，维持高电压(503)直到驱动电流(502)达到开阀电流(502a)的时刻(T506)，但如上所述，伴随着一定程度上的电压降低而持续。
在本图的驱动电流曲线上，从达到开阀电流(502a)的时刻(T506)起，停止对燃料喷射阀(108)的电流供给，这是进行与图3的驱动电流(302)的脉冲信号成为无效时(T306至T307)的说明同样的动作。(本图按工作电压记载，因此反方向的高电压(503)表示在负侧。)
之后，从T507起，驱动电流(502)的控制目标成为开阀保持电流(502b)，驱动电压(504)成为电池电压(504a)，从驱动电流(502)达到开阀保持电流(502b)的时刻起，进行Duty控制。因此，驱动电压(504)反复进行导通-关断动作直到脉冲信号(114c)成为无效的T508。
另外，从脉冲信号(114c)成为无效的时刻(T508)到T509的驱动电压(504)的动作(变化趋势)已叙述因此省略。另外，以由多级喷射控制指定的次数持续上述动作，但驱动电流(502)和驱动电压(504)的动作是同样的，因此省略说明。
接着，用图6、图7、图8、图9说明多级喷射控制时的异常状态。
图6中，与图5同样地表示了进行3级喷射时的驱动电流(502)和驱动电压(503)的动作。脉冲信号(501)与图5同样以T605、T607、T608为喷射开始时刻，对燃料喷射阀(108)进行3级喷射的指令。但是，特征在于各喷射开始时刻间隔相对于图5变窄。
具体而言，在第一级的喷射开始时刻(T605)，高电压(603)成为高电压设定值(604a)，因此如图5所示那样在T606达到电流控制目标即开阀电流(602a)，并且在该T606时刻脉冲信号(601)成为无效，因此也停止施加驱动电流(602)。该第一级喷射中的燃料喷射阀(108)动作没有问题。
此处，关于第一级的驱动电压(604)的变化趋势，因为从高电压设定值(604a)直到达到开阀电流(602a)的时刻(T606)被使用，所以发生电压降低。之后，高电压(603)进行上述升压动作直到规定期间(图中为T609)，要恢复至高电压设定值(604a)，但第二级的喷射开始时刻(T607)在该升压动作中发生时，从尚未达到高电压设定值(604a)的状态起再次使用高电压，因此本来是602b的虚线所示的驱动电流(602)的轨迹，但如602c所示，在达到开阀电流之前脉冲信号(601)成为无效，因此不能获得要求的开阀力，只能达到不足开阀电流(602a)的电流(602f)。
关于第三级的喷射动作，相对于第二级的喷射开始时刻(T607)，第三级的喷射开始时刻(T609)时的高电压也是低电压，因此与高电压设定值(604a)的偏差较大，结果相对于正常时的驱动电流602d，实际的驱动电流成为如602e所示的轨迹，存在开阀力进一步降低的风险。
图7将此表现为燃料喷射阀(108)的阀体动作。图7内的脉冲信号(601)和驱动电流(602)与图6相同，因此省略说明。与此相对，阀体动作(701)从脉冲信号(601)成为有效的时刻(T605)起，有若干延迟时间地开始开阀动作(T702)。这是因为驱动电流(602)施加于燃料喷射阀(108)、产生阀体可以开阀的电动势需要时间。另外，在T606脉冲信号(601)成为无效，但阀体动作(701)因为开阀状态被燃料喷射阀(108)内的残留磁力维持，所以转移至闭阀动作需要时间。因此，阀体完成闭阀的时刻是T703，相对于脉冲信号(601)的有效-无效动作，阀体动作(701)的开闭阀响应具有延迟的特性。
基于这一点，在驱动电流(602)成为偏离要求的轨迹(602b，602d)的状态(602c，602e)时，阀体动作(601)中，与第一级喷射的阀动作没有问题地进行要求的动作(601a)不同，在驱动电流(602)没有达到控制目标即开阀电流(602a)时，如601b和601c所示，存在阀体的移动量(以下称为升程)不足、或在开阀开始时刻(706)产生误差的风险，并且存在实际的闭阀时刻(T704)与要求的闭阀时刻(T705)产生误差等担忧。
本发明特征在于，对于这样的状态，用执行喷射次数判断单元(102e)进行正常判断或异常判断，用多级喷射正常控制判断单元(102d)检测虽然燃料喷射指令值例如设为3级喷射、但仅成功进行一次正常的燃料喷射的结果。
图1的说明中，将多级喷射正常控制判断单元(102d)实现为在微型计算机(102)中执行的控制程序，但不限于该实现方式。例如，也可以在驱动IC(105)中安装为硬件电路。
接着，对于发生与图7不同的异常的情况，用图8进行说明。
图8从上方起示出了脉冲信号(801)、驱动电流(802)、阀体动作(802，803)。首先，脉冲信号从无效成为有效(T804)，与此相应地开始施加驱动电流。
之后，在脉冲信号为有效的期间中，持续施加驱动电流(802)，之后，在脉冲信号(802)成为无效的时刻(T807)，停止施加驱动电流(802)，最终燃料喷射阀(108)内的残留电流在T808消失从而成为0A。之后，脉冲信号(801)为了指示执行第二级喷射，而在T810成为有效，再次施加驱动电流(802)。
之后，对燃料喷射阀(108)施加驱动电流(802)直到脉冲信号成为无效的时刻(T813)，如以上所说明的停止施加驱动电流。
此处，对图中最下方的阀体动作(802，803)进行说明，首先，对于脉冲信号(801)的有效-无效，发生开阀响应延迟，对于无效-有效动作，存在闭阀响应延迟，这一点如以上所述，但该开阀和闭阀的响应延迟中，一般因为个体误差和经年劣化等理由而每个燃料喷射阀(108)具有不同的特性。例如，设燃料喷射阀A的阀体动作为802的实线、设燃料喷射阀B的阀体动作为803的虚线进行说明，对于第一级的喷射开始时刻T804，燃料喷射阀A的阀体响应(802)先开始开阀动作(T805)，之后，燃料喷射阀B的阀体动作(803)在T806的时刻开始开阀动作。另外，上述升程的误差也存在于燃料喷射阀(108)，因此在802和803中也产生该差异。
之后，从脉冲信号(801)成为无效的时刻(T807)起阀体动作(802，803)开始闭阀动作，但燃料喷射阀B的阀体动作(803)迅速地进行闭阀动作，与此不同，燃料喷射阀A的阀体动作(802)是缓慢的闭阀动作。
之后，脉冲信号(801)为了进行第二级喷射动作而在T810成为有效，燃料喷射阀B的阀体动作(803)表现出与第一级相同的动作，按照指令值实施二级喷射的动作，但燃料喷射阀A的阀体动作(802)由于闭阀动作缓慢而在完成闭阀动作之前开始第二级的开阀动作(T811)。之后，脉冲信号(801)在T813成为无效，由此双方的阀体动作(802，803)成为与各自的响应特性对应的闭阀动作，因此燃料喷射阀B的闭阀完成时刻是T814，燃料喷射阀A的闭阀完成时刻是T815。
在该场景中，本发明也能够用执行喷射次数判断单元(102e)进行正常判断或异常判断，用多级喷射正常控制判断单元(102d)检测虽然燃料喷射指令值设为2级喷射、但燃料喷射阀A仅成功进行一次正常的燃料喷射的结果。
这样，在多级喷射中仅执行了比燃料喷射指令值的次数少的次数的实际燃料喷射的情况下，一个燃烧周期中的总燃料喷射量发生较大偏差。另外，由于应当分割的各喷射的喷雾相连，气缸内的喷雾的到达距离(penetration，穿透力)延长，燃料附着在燃烧室的壁面和活塞顶面上，成为炭黑排放增加的原因。
与图8所示的燃料喷射阀A的例子相反地，考虑特定的燃料喷射阀的机械摩擦增加等特性发生变化，即使施加与其他燃料喷射阀相等的驱动电流也不能得到开阀所需的能量，对于脉冲信号的期间短的指令没有进行实际喷射的异常。此时也同样地，特性变化的燃料喷射阀仅喷射少于燃料喷射指令值的次数的燃料，燃料喷射量有较大偏差，排气性能变差。
本发明中，考虑实际燃料喷射阀的动作地判断这样的异常，由此能够进行适当地实施抑制排气性能变差的控制，或者对驾驶员进行异常状态通知等处理。
接着，用图9进行其他异常状态的说明。图9中，脉冲信号(901)在T907成为有效，对燃料喷射阀(108)施加驱动电流(未图示)。因此，驱动电压(902)成为已叙述的变化趋势，本来燃料喷射阀(108)内的阀体应当与脉冲信号(201)的有效期间的长度相应地到达全升程位置(904)，但例如对于设定的驱动电流曲线，由于燃料喷射阀(108)上游的燃料压力较高、或燃料喷射阀(108)中机械摩擦增加等的情况，存在没有到达全升程位置(904)就进行闭阀动作的可能性。
具体而言，图中905表示正常动作的阀体动作，驱动电流(未图示)的控制目标转移至保持电流时(T908)，为了维持保持电流，进行Duty动作直到脉冲信号(901)成为无效的时刻(T909)。
但是，因为以上所示的问题等，最终成为燃料喷射阀(108)的阀体的开阀力不足的状态的情况下，可能成为如906所示的阀体动作。此时，驱动电流(未图示)不能到达保持电流，结果在T908至T909之间，不发生TR_Hivb(204)电路进行的Duty动作。
这是因为由用于对燃料喷射阀(108)内的阀体施加驱动力的线圈等形成的内部电阻等变高，由此消耗电流增加，于是未达到目标保持电流值。
因此，本发明中，在脉冲信号(901)持续规定期间以上为有效时，根据是否进行了驱动电压(902)的Duty动作来进行正常或异常判断。
是否进行了驱动电压(902)的Duty动作的信息，是与从燃料喷射阀驱动单元(Hi)(106)向燃料喷射阀(108)的输出叠加显现的信息，根据该信息，能够不需要追加的传感器等、并且外部干扰引起的误差较少地得知燃料喷射阀(108)的动作状态。
此处提到的规定期间，能够适当设定为本来驱动电流应当到达保持电流的期间(例如T303至T304)。
另外，上述判断方法只是一例，例如也存在通过学习等，用当前的动作相对于过去的正常动作偏离了规定量以上等情况进行判断的方法。
具体而言，正常的阀体动作905的闭阀完成时刻是T911，与此不同，异常的阀体动作906的闭阀完成时刻是T910，因此可以对于T911设置规定的标准，发生了该标准以上的偏差的情况下，判断该喷射动作异常。
接着，对于本发明的控制方法的一例，用图10进行说明。
首先，在S1001中，进行现有的燃料喷射控制，并且进行可否执行多级喷射控制的判断，在可执行的情况下进行多级喷射控制信息的计算。
接着，前进至S1002，判断是否执行多级喷射控制。条件不成立的情况下不进行任何处理，条件成立时前进至S1003，进行燃料喷射阀结果类参数的输入处理。关于本处理，用图1中的燃料喷射阀驱动状态输入单元(102f)进行了说明，对于其他方法在后文中叙述。
之后，前进至S1004，进行多级喷射正常判断，对于该判断方法在后文中叙述。之后，前进至S1005，进行多级喷射正常判断。判断为正常的情况下，继续进行多级喷射，判断为异常的情况下，前进至S1006，根据需要进行失效保护处理。
作为失效保护处理的一例，可以列举禁止多级喷射、改为现有的单次喷射，或者根据需要对驾驶员通知(点亮MIL)等。另外，也可以考虑继续进行多级喷射，并且与相差的喷射次数相应地对各分割喷射的喷射量进行修正，由此将一个燃烧周期中的总喷射量调整为要求的量的失效保护处理。
接着，对于图10中的S1003进行详细说明。图11的结构与图1基本上没有变化，因此省略重复的结构的详细说明。图10中，在S1003中，基于燃料喷射阀(108)的动作状态，输入伴有物理变化的参数，根据需要进行信号处理等。关于这一点，使用图1用燃料喷射阀(108)的驱动电压示出了一例，但作为其他参数，可以列举图11中记载的参数。
作为一例，因为燃料喷射阀(108)的动作燃料喷射阀(108)相对于规定方向产生变形。此时，在燃料喷射阀(108)中安装变形传感器(1101)，将其进行A/D输入，根据需要设定与发生变形的时刻对应的测定期间、除去噪声，根据需要进行频率分离等。同样地，也能够使用爆振(KNOCK)传感器(1102)，但此时需要除去爆振或内燃机中设置的进气阀和排气阀的落座噪声。它们的测定期间的设定和除去落座噪声的处理，在进行多级喷射控制时需要实施更复杂的处理。
通过这些处理，最终检测图9等中说明的开阀时刻和闭阀时刻，由此对执行喷射次数判断单元(102e)输出有效的信息。
作为其他方法的一例，由于驱动燃料喷射阀(108)而发生燃料压力的变化，因此也能够使用测定对燃料喷射阀(108)供给的燃料的压力的燃压传感器(1103)。
另外，近年来，开发了多种对于燃料喷射阀(108)等中使用的螺线管的通电电流值和通电电压值的微小变化，用微分器等捕捉，不使用变形传感器(1101)等外置传感器地检测由螺线管驱动的阀体的开闭阀动作的方法(例如美国专利公开US2011/0170224号公报等记载)。从这样的开闭阀检测功能(1104)输出的信息是与从燃料喷射阀驱动单元(Hi)(106)向燃料喷射阀(108)的输出叠加出现的信息，与捕捉燃料压力的变化相比响应性更优秀，精度更好。特别是，在进行多级喷射控制时，多个气缸分别在一个燃料周期中发生多次燃料压力变化，但难以捕捉各喷射引起的燃料压力的变化，因此用与向燃料喷射阀(108)的输出叠加显现的信息进行执行喷射次数判断单元(102e)的判断的话精度更好。
从而，即使使用这样的从开闭阀检测功能(1104)输出的信息，对于本发明也是有效的。
接着，对于图10中的S1004的处理方法，说明具体例。
图12设想为图1的结构，以从燃料喷射阀驱动状态输入单元(102f)输出的信息(116)是燃料喷射阀(108)的驱动电压(1203)为前提。
另外，本图与图6和图7中说明的场景相同，模拟了各喷射动作的间隔较短、在高电压(1215)到达高电压设定值(1204)之前进行下一个喷射动作的场景。
图中的脉冲信号(1201)是3级喷射指令，分别在T1206a、T1206b、T1206c成为有效，在T1207a、T1207b、T1207c成为无效。基于该脉冲信号(1201)的指令，对燃料喷射阀(108)施加驱动电流(1202)，驱动电压(1203)呈现出如图中所示的变化趋势。
作为使用本发明的执行喷射次数判断单元(102e)的判断方法的一例，特征在于根据从脉冲信号(1201)成为有效起经过规定时间后(T1208a，T1208b，T1208c)的驱动电压(1203)是否在预先设定的正常判断值(1205a)以上，监视燃料喷射阀(108)的动作。
图中，在T1208a的判断时，表示了1209的值，在正常判断值(1205a)以上，因此判断该喷射动作正常。但是，在T1208b和T1208c的判断时，驱动电压(1203)分别是1210和1211，不在正常判断值(1205a)以上，因此判断喷射动作异常。
另外，作为其他方法，因为存在虽然用微型计算机(102)运算得到的多级喷射指令值是3级喷射，但燃料喷射阀(108)因某种原因而没有动作的可能性，所以在从脉冲信号成为有效的时刻(T1206a)起经过规定时间后的T1208a，将驱动电压(1203)与0V附近相比没有变化的情况视为异常，这在本发明中也是有效果的。
将其在图中表示，异常判断时(T1208a，T1208b，T1208c)的驱动电压(1203)是1212、1213、1214时，判断为异常。
另外，本图的驱动电压(1203)如上所述按工作电压记载，也可以在反方向侧也设置异常判断值(1205b)，将异常判断时的驱动电压(1203)在正方向与反方向之间的情况判断为异常。当然，关于驱动电压(1203)，如图1所示，燃料喷射阀驱动单元相对于燃料喷射阀(108)在上游侧(106)和下游侧(107)设置，因此如图3所示的驱动电压(302)那样，采用哪一个接点和GND都能够输入驱动电压，因此异常判断值或正常判断值不限于本说明。
接着，说明使用图11中说明的燃压传感器(1103)的、执行喷射次数判断单元(102e)进行的正常判断或异常判断方法的一例。
脉冲信号(1301)在T1305a、T1305b、T1305c成为有效，在T1306a、T1306b、T1306c成为无效，按照该指令对燃料喷射阀(108)施加驱动电流(1302)。
此处，本发明的执行喷射次数判断单元(102e)至少存储初次喷射开始时(T1305a)之前的燃压(1303)，根据与下次喷射开始时(T1305b)的燃压(1303)之差(1303d)是否为规定差，来判断燃料喷射阀的动作是否异常、或者是否正常。
该判断值可以基于燃压(1303)和脉冲信号(1301)设定，也可以基于脉冲信号(1301)的有效时间(1301a，1301b，1301c)进行规定的运算，运算预测的斜率(1303b)，将相对于该运算值在一定范围内判断为正常。
作为其他判断方法，燃压(1303)具有基于阀体动作(1304)变化的特性。这是由上述阀体的开闭阀响应引起的，从阀体的升程为一定量以上起喷射燃料，因此从脉冲信号(1301)的有效时刻(T1305a，T1305b，T1305c)起，燃压延迟一定期间地开始降低(T1307a)。另外，其特性是延迟量(1303a)基于燃压(1303)而增加，因此可以基于燃压求取延迟量(1303a)和用上述说明求取的燃压降低的斜率(1303b)，例如在脉冲信号(1301)成为无效的时刻(T1306a，T1306b，T1306c)，将预测的燃压与实际的燃压(1303c)偏离一定值以上的情况判断为异常。
就图中而言，第一级喷射使用以上说明的判断方法中的任意一种都判断为正常，但第二级、第三级的喷射动作判断为异常。
接着，用图14说明使用图11中说明的开闭阀检测功能的异常判断方法或正常判断方法。
图14的脉冲信号(1401)和驱动电流(1402)的变化趋势已叙述，因此省略。阀体动作是如图8所说明的状态，设燃料喷射阀A的阀体动作为1404，燃料喷射阀B的阀体动作为1403。
开闭阀检测功能(1104)包括对于燃料喷射阀(108)中设置的阀体，(1)检测开阀开始时刻(T1408，T1409)的方法，(2)检测开阀完成时刻(图9中的T912)的方法，(3)检测闭阀完成时刻(T1415，T1416)的方法等，但无论使用哪一个都能够得到本发明的效果。本图中，将使用上述(1)、(3)的情况作为开闭阀信息(燃料喷射阀A为1405，燃料喷射阀B为1406)进行说明。
燃料喷射阀B的阀体动作(1403)如图8所说明的那样，对于脉冲信号(1401)的指令正常地动作。以开闭阀检测信息对其观察时，第一级喷射动作中，能够在T1409检测到开阀开始时刻，能够在T1411检测到闭阀完成时刻。
同样地，对于第二级喷射动作，能够在T1413检测到开阀开始时刻，在T1415检测到闭阀完成时刻。
对此，本发明的执行喷射次数判断单元(102e)如果能够将开阀检测和闭阀检测作为1对而在规定的范围(例如从脉冲信号(1401)的有效、无效起的规定期间内)中检测到，则判断燃料喷射阀(108)的动作正常。
对此，燃料喷射阀A的阀体动作(1403)中，闭阀响应慢，因此没有完成闭阀动作就再次转移至开阀动作，于是虽然能够在T1408检测到第一级的开阀开始时刻，在T1416检测到第二级的闭阀完成时刻，但未能检测到本来应当存在的第一级的闭阀完成时刻和第二级的开阀开始时刻。对此，本发明的执行喷射次数判断单元(102e)通过对脉冲信号(1401)的有效时刻(T1407，T1412)和无效时刻(T1410，T1414)和开闭阀信息(1405)进行比较，做出包括哪一个时刻存在异常的喷射异常的判断。
另外，作为其他方法，仅用上述(3)也能够进行上述判断方法，能够将从脉冲信号(1401)的无效时刻(T1410，T1416)起规定期间内未能检测到闭阀的情况判断为异常。
接着，对于图10的判断结果处理(S1004)，用图15进行说明。另外，图15的控制流程图为了便于说明，示出了一个气缸的一个燃烧周期中的处理。
首先，在S1501中，取得该气缸的多级喷射次数，它是由包括图10的S1001的处理的多级喷射控制运算单元(S102a)输入的信息(119)。
接着，S1004的判断多级喷射时的燃料喷射阀(108)是正常动作还是异常动作的处理，用上述方法进行判断。
在S1004中判断为异常的情况下，不进行任何处理，判断为正常的情况下，前进至S1502，对进行了正常动作的次数进行计数。之后，前进至S1503，基于S1501中取得的多级喷射指令次数，判断当前在执行第几次喷射，判断为继续喷射动作的情况下，为了对下一次喷射的燃料喷射阀(108)动作进行监视，返回S1004。
判断为该气缸的多级喷射结束的情况下，前进至S1504，对S1501中取得的指令值与S1502中计数得到的值进行比较，一致的情况下前进至S1505，判断为本次该气缸中正常执行了多级喷射控制，不一致的情况下前进至S1506，判断为本次该气缸中多级喷射控制中存在异常。
另外，在S1501中用该气缸的要求喷射量作为总喷射量，在S1004中运算多级喷射控制时的每一次的燃料喷射量，在S1502中对燃料喷射量进行累计。之后，在S1504中对总喷射量与累计喷射量进行比较，如果累计燃料喷射量在规定范围内则前进至S1505，超过规定范围的情况下，前进至S1506，并且如果保存了总喷射量与累计喷射量的差，则可以进行燃料喷射量的增量或减量等处理作为失效保护处理。
通过这些方法，本发明的控制装置中，能够进行多级喷射控制的监视，能够保证正常的动作，并且在发生了异常的情况下，能够立刻转移至失效保护处理。
另外，以上以关于多级喷射次数的判断方法的实施例为中心进行了说明，但也可以考虑燃料喷射阀的实际动作地判断现有的单次喷射和多级喷射中的各喷射的喷射开始时期和结束时期、喷射量的正常性。另外，在多级喷射中，也可以不进行是否实施了符合燃料喷射指令值的次数的燃料喷射的判断，而是进行是否适当确保了多级喷射的喷射间隔的判断。由此，通过进行适当的修正处理能够抑制未预料的喷雾到达距离(penetration)的延长引起的排气劣化。
另外，本发明的控制装置中，能够区分地判断驱动电路一侧的异常和燃料喷射阀一侧的异常，进而也能够与区分开进行判断的异常内容相应地切换失效保护处理。
例如，可以在以上说明的判断方法之外，也可以一起实施公知的对于驱动电路侧的异常进行的驱动电路中内置的开关元件的断开固定异常/导通固定异常检测、日本特开2013-36344号公报中记载的驱动电路的异常检测，判断驱动电路侧和燃料喷射阀侧的哪一者发生异常。与其判断结果相应地，进一步切换执行失效保护处理、来自微型计算机的控制指令的修正处理、对车辆的驾驶员的通知、或者将日志存储至控制装置的存储器等处理。
另外，本说明书中记载的判断方法和比较方法只是本发明的实施例，本发明并不限定于说明书的记载方法。
附图标记说明
101……燃料喷射阀控制装置
102……微型计算机
105……驱动IC
108……燃料喷射阀。

Claims (17)

1.一种根据控制指令对用于向内燃机喷射燃料的燃料喷射阀进行控制的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
基于因所述燃料喷射阀的动作状态而发生变化的参数，判断所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的动作。
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：
所述控制装置包括运算处理装置，其执行关于所述燃料喷射阀的控制的程序，
基于因所述燃料喷射阀的动作状态而发生变化的参数的、所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的动作的判断，由所述运算处理装置执行。
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：
所述燃料喷射阀的控制装置使得在所述内燃机的一个燃烧周期中从所述燃料喷射阀多次喷射燃料，
基于所述参数，判断所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的次数的喷射。
4.如权利要求3所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
基于所述参数，判断所述燃料喷射阀是否以与所述控制指令对应的喷射量、或者喷射时刻进行了喷射。
5.如权利要求3所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述参数是检测所述燃料喷射阀的振动的振动传感器的输出值、检测所述燃料喷射阀的变形的变形传感器的输出值、检测对所述燃料喷射阀供给的燃料的压力的燃压传感器的输出值、所述燃料喷射阀的开阀时期、所述燃料喷射阀的闭阀时期中的至少一个。
6.如权利要求2所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述控制装置包括驱动电路，该驱动电路包括用于向所述燃料喷射阀输出驱动电压的开关元件，所述参数是与从所述驱动电路向所述燃料喷射阀的输出叠加地显现的信息。
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：
所述参数是所述燃料喷射阀的驱动电流值或驱动电压值的微小变化。
8.如权利要求3所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
计算所述控制装置在一个燃烧周期中进行多次喷射控制时的正常动作次数或异常动作次数中的至少一者。
9.如权利要求8所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
将基于所述控制指令的喷射次数与所述正常动作次数或所述异常动作次数中的至少一方进行比较，
在基于所述控制指令的喷射次数与所述正常动作次数一致的情况下，或者基于所述控制指令的多级喷射次数减去所述异常动作次数得到的值与基于所述控制指令的喷射次数相等的情况下，判断为正常执行了喷射控制，
在基于所述控制指令的喷射次数与所述正常动作次数不一致的情况下，或者基于所述控制指令的喷射次数减去所述异常动作次数得到的值不是基于所述控制指令的喷射次数的情况下，判断为异常执行了所述喷射控制。
10.如权利要求6所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述控制装置基于所述燃料喷射阀的驱动电流的计测值，对所述开关元件进行导通/关断控制，使得所述驱动电流成为规定的电流值，
所述参数是基于所述控制指令的所述燃料喷射阀的驱动时间在规定时间以上时的、所述开关元件的导通动作或关断动作中的至少一者的有无。
11.如权利要求3所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述控制装置包括高电压生成电路，其将电池电压升压而生成比所述电池电压高的高电压，所述参数是所述高电压，根据基于所述控制指令的驱动刚开始后供给所述高电压时的、所述燃料喷射阀的驱动电压是否在预先决定的高电压电压正常判断值以上，来判断所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的次数的喷射。
12.如权利要求3所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述参数是向所述燃料喷射阀供给的燃料的压力，
基于一个燃烧周期中初次喷射开始前的燃料压力和根据基于所述控制指令的所述燃料喷射阀的驱动期间和燃料压力推算的燃压降低，来判断所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的次数的喷射。
13.如权利要求2所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述参数是所述燃料喷射阀的开阀开始时期、开阀完成时期、闭阀完成时期中的至少一个。
14.如权利要求13所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
在规定期间内检测到所述开阀开始时期或所述开阀完成时期和所述闭阀完成时期的情况下，判断为燃料喷射阀正常动作，在超过规定期间检测到的情况下，判断为所述燃料喷射阀进行了与所述控制指令对应的动作。
15.如权利要求3所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
在判断为所述燃料喷射阀没有进行与所述控制指令对应的动作的情况下，进行禁止分割多级喷射、通知车辆的驾驶员、存储日志、修正一个燃烧周期中的燃料喷射量、或者修正燃料喷射时期中的至少一者。
16.如权利要求2所述的燃料喷射阀的控制装置，其特征在于：
所述运算处理装置诊断包括用于向所述燃料喷射阀输出驱动电压的开关元件的驱动电路，区分地判断所述驱动电路的异常状态和所述燃料喷射阀没有进行与所述控制指令对应的动作的异常状态，根据判断结果切换包括失效保护处理、所述控制指令的修正处理、通知车辆的驾驶员、或者存储日志中的至少一个的处理。
17.一种燃料喷射阀的控制装置，其包括执行关于用于向内燃机喷射燃料的燃料喷射阀的控制的程序的运算处理装置，
所述运算处理装置对包括用于控制供向所述燃料喷射阀的驱动电压的开关元件的驱动电路发送控制指令，控制所述燃料喷射阀；
该燃料喷射阀的控制装置的特征在于：
所述运算处理装置基于因所述燃料喷射阀的动作状态而发生变化的参数，判断所述燃料喷射阀是否进行了与所述控制指令对应的动作。
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