CN110469417A - 燃料喷射控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供燃料喷射控制装置，在控制内燃机的多级喷射的燃料喷射控制装置中，有效地检测喷射动作期间的燃料喷射阀有没有确立全闭状态。燃料喷射控制装置具有：通电控制部，其通过对燃料喷射阀的通电的接通和断开来控制开阀和闭阀；端子间电压取得部，其以规定的时间间隔取得燃料喷射阀的端子间电压；和状态判断部，其根据取得的端子间电压判定燃料喷射阀的开闭动作的状态，状态判断部将断开对燃料喷射阀的通电之后的根据多级喷射的喷射级数确定的规定的时间长度的期间设定为闭阀判定期间，判断在闭阀判定期间取得的端子间电压的变化中是否出现了伴随因燃料喷射阀的阀体移动引起的反电动势的电压变化，在出现了电压变化时判断为燃料喷射阀成为全闭状态。

Description

燃料喷射控制装置
技术领域
本发明涉及控制内燃机的燃料喷射阀的开闭的燃料喷射控制装置。
背景技术
在内燃机中，作为提高燃烧效率的一个方法，已知有在一个燃烧循环中的燃料喷射期间内分多次进行燃料喷射的多级喷射的手法。在进行这样多级喷射的情况下，需要确认在上述多次连续的燃料喷射期间燃料喷射阀是否成为全闭状态，判断多级喷射是否适当地进行。
以往，作为检测燃料喷射阀的阀体的移动状态的技术，已知有根据对燃料喷射阀的驱动电流或驱动电压的变化，来判定阀体是否进行了与开闭指令对应的次数的喷射(专利文献1)。
但是，在上述以往技术中观测到的驱动电流或驱动电压的上述变化是微小的，应该检测的电压波形的变化可能被电噪声淹没。因此，在上述以往技术中，从噪声多的驱动电流波形或驱动电压波形中，确定并提取表示阀体移动状态的有意义的微小变化的时间性的位置，会导致波形分析的处理负荷增大等，并不容易。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2016/129402
发明内容
在控制内燃机的多级喷射的燃料喷射控制装置中，要求有效地检测有没有确立多级喷射时的喷射动作期间的燃料喷射阀的全闭状态。
本发明一个方式是一种燃料喷射控制装置，该燃料喷射控制装置通过设置于内燃机的气缸的燃料喷射阀，在向所述气缸进行燃料喷射的燃料喷射期间，控制对所述气缸进行多次燃料喷射的多级喷射的动作，其特征在于，所述燃料喷射控制装置具有：通电控制部，其接通对所述燃料喷射阀的通电而打开所述燃料喷射阀，断开该通电而关闭所述燃料喷射阀，从而控制所述燃料喷射阀的开闭；端子间电压取得部，其以规定的时间间隔取得所述燃料喷射阀的端子间电压；以及状态判断部，其根据所述取得的所述端子间电压，判定所述燃料喷射阀的开闭动作的状态；所述状态判断部构成为，针对所述燃料喷射期间的所述多次燃料喷射中的每一次燃料喷射，将断开对所述燃料喷射阀的通电之后的、根据所述多级喷射的喷射级数确定的规定的时间长度的期间设定为闭阀判定期间，判断在所述闭阀判定期间取得的所述端子间电压的变化中是否出现了伴随因所述燃料喷射阀的阀体移动而引起的反电动势的电压变化，在出现所述电压变化时，判断为所述燃料喷射阀成为全闭状态。
根据本发明的其他方式，所述内燃机具有多个气缸，所述状态判断部以使针对一个气缸的所述闭阀判定期间不与其他气缸中的燃料喷射的开始定时重叠的方式，设定针对各气缸的所述闭阀判定期间。
根据本发明其他方式，所述状态判断部构成为，根据所述多级喷射的喷射级数以及所述内燃机的转速来确定所述闭阀判定期间的所述规定的时间长度。
根据本发明的其他方式，所述闭阀判定期间的所述规定的时间长度被设定为，相对于所述内燃机的转速的减少而单调地增加，以及/或者相对于喷射级数的减少而单调地增加。
根据本发明的其他方式，具有存储装置，所述存储装置存储有预先确定的、示出至少与所述内燃机的转速对应的所述规定的时间长度的判定时间映射表，所述状态判断部构成为，至少根据所述多级喷射的喷射级数的设定，参照所述判定时间映射表来确定所述规定的时间长度。
根据本发明，在控制内燃机的多级喷射的燃料喷射控制装置中，能够有效地检测多级喷射时的喷射动作期间的燃料喷射阀有没有确立全闭状态。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的燃料喷射控制装置的结构的图。
图2是示出图1所示的燃料喷射控制装置中的判定时间映射表的一例的图。
图3是示出在多个气缸之间的、个别燃料喷射的执行期间与闭阀判定期间之间的关系的一例的图。
图4是示出图1所示的燃料喷射控制装置的动作的一例的时序图。
图5是示出图1所示的燃料喷射控制装置中的、关于闭阀动作的状态判断处理的步骤的流程图。
标号说明
100：燃料喷射控制装置；102：内燃机；104、104-1、104-2、104-n：燃料喷射阀；106：曲轴角传感器；108：油门传感器；110：升压电路；112：驱动电压输出部； 114、114-1、114-2、114-n：电流检测部；116、116-1、116-2、116-n：电压检测部； 118：通信接口(I/F)部、120：存储装置；122：判定时间映射表；130：处理装置； 132：通电控制部；134：端子间电压取得部；136：状态判断部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出本发明的一个实施方式的燃料喷射控制装置的结构的图。
该燃料喷射控制装置100例如搭载在使用内燃机102的车辆(未图示)上。燃料喷射控制装置100通过分别设置在内燃机102的多个(例如n个)气缸(未图示) 中的燃料喷射阀104-1、104-2、……、104-n，在各气缸中的每个燃烧循环的燃料喷射期间，控制对该气缸进行多次燃料喷射的多级喷射动作。以下，将每个燃烧循环的燃料喷射期间简称为燃料喷射期间，将燃料喷射期间内的多次燃料喷射的各个喷射期间称为个别喷射期间。并且，在总称燃料喷射阀104-1、104-2、……、104-n时，称为燃料喷射阀104。
燃料喷射控制装置100判定上述多级喷射动作中的燃料喷射阀104的开闭动作的状态。
燃料喷射阀104例如是电磁阀，具有：阀体，其具备磁铁；弹簧，其将阀体向闭阀位置施力；以及螺线管线圈(均未图示)，其卷绕在阀体的磁铁的周围。另外，以下，对燃料喷射阀104通电是指对燃料喷射阀104所具备的螺线管线圈通电，燃料喷射阀104的端子间电压以及通电电流是指该螺线管线圈的端子间电压以及通电电流。
燃料喷射控制装置100具有升压电路110、驱动电压输出部112、n个电流检测部114-1、114-2、……、114-n、n个电压检测部116-116-2、……、116-n、通信接口 (I/F)部118、存储装置120以及处理装置130。以下，在总称电流检测部114-1、 114-2、……、114-n时称为电流检测部114，在总称电压检测部116-1、116-2、……、 116-n时，称为电压检测部116。
升压电路110对从外部供给的电池电压VB进行升压，将升压电压VU供给到驱动电压输出部112。驱动电压输出部112是输出用于驱动燃料喷射阀104-1、 104-2、……、104-n的电压的驱动电路。驱动电压输出部112通过电池电压VB和升压电压VU进行动作，根据来自处理装置130的分别个别地指示燃料喷射阀104-1、 104-2、……、104-n的开闭的开闭命令CMD，对燃料喷射阀104-1、104-2、……、 104-n输出驱动电压。
电流检测部114-1、114-2、……、104-n分别将表示流过燃料喷射阀104-1、 104-2、……、104-n中的每一个燃料喷射阀的通电电流Ij-1、Ij-2、……、Ij-n的大小的信号输出到处理装置130。以下，在总称通电电流Ij-1、Ij-2、……、Ij-n时，称为通电电流Ij。电流检测部114例如是通过分压电阻输出与流过对应的燃料喷射阀104 的通电电流Ij成比例的电压的电流检测电路。
电压检测部116-1、116-2、……、116-n分别检测燃料喷射阀104-1、104-2、……、1041-n各自的端子间电压Vt-1、Vt-2、……Vt-n。以下，在总称端子间电压Vt-1、 Vt-2、……Vt-n时，称为端子间电压Vt。电压检测部116例如使用AD转换器 (Analog-to-Digital-Converter：模拟-数字转换器)来构成。
通信I/F部118是燃料喷射控制装置100用来经由构成车辆内网络的总线而与其他控制装置进行通信的通信接口。通信I/F部118例如由与构成车辆内网络的CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)总线连接的遵照CAN通信标准的收发器构成。
存储装置120由易失性和非易失性的半导体存储器等构成，存储处理装置130 中的动作所需的数据以及/或者软件程序。并且，在存储装置120中，预先确定并保存有判定时间映射表122，该判定时间映射表122表示与内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数对应的、闭阀判定期间的规定的时间长度。
在此，闭阀判定期间是指，在燃料喷射期间中的各个个别喷射期间结束时，用于判定断开对燃料喷射阀104的通电之后的、该燃料喷射阀104的闭阀动作的状态的规定时间长度的期间。并且，多级喷射的喷射级数是指在燃料喷射期间应该执行的燃料喷射的次数。并且，以下将多级喷射的喷射级数简称为喷射级数。
处理装置130根据来自设置在内燃机102上的曲轴角传感器106的信号和来自电流检测部114的信号等，控制驱动电压输出部112的输出电压，控制燃料喷射阀 104的动作。并且，处理装置130根据燃料喷射阀104的端子间电压Vt的变化，判断燃料喷射阀104的闭阀动作的状态。
处理装置130例如是具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理器的计算机。处理装置130可以是具有写入了程序的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、用于临时存储数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的结构。而且，处理装置130作为功能要素(或功能单元)，具有通电控制部 132、端子间电压取得部134以及状态判断部136。
另外，在以下的处理装置130的说明中，说明与n个气缸中的每一个共同的动作时，使用作为总称的“燃料喷射阀104”、“电流检测部114”以及“电压检测部116”来进行说明。但是，在该说明中，实际意思是，处理装置130使用对应的电流检测部 114-1、114-2、……、114-n以及对应的电压检测部116-1、116-2、……、116-n来执行燃料喷射阀104-1、104-2、……、104-n中的每一个的动作。
处理装置130所具有的这些功能要素例如通过作为计算机的处理装置130执行程序来实现。另外，上述计算机程序能够预先存储在计算机可读取的任意的存储介质中。还可以取而代之，处理装置130所具有的上述功能要素的全部或一部分也能够分别由包括一个以上的电子电路部件的硬件构成。
通电控制部132向驱动电压输出部112发送包括用于分别指示燃料喷射阀104 中的每一个的开闭的指示信息的开闭命令CMD。由此，通电控制部132将对燃料喷射阀104的通电接通而将燃料喷射阀104打开，将该通电断开而将燃料喷射阀104 关闭，从而控制燃料喷射阀104的开闭。具体而言，通电控制部132根据来自曲轴角传感器106和油门传感器108的信号，来控制驱动电压输出部112的输出电压，即，控制对燃料喷射阀104通电的驱动电压的接通/断开及其值。由此，通电控制部132 在内燃机102的一个燃烧循环的燃料喷射期间中，执行多次开闭燃料喷射阀104而进行多次燃料喷射的多级喷射。
更具体而言，通电控制部132根据来自曲轴角传感器106的信号来控制各燃料喷射阀104的开闭定时。并且，通电控制部132以使1个燃烧循环中多级喷射中的总燃料喷射量成为与来自油门传感器108的信号对应的目标燃料喷射量的方式，控制燃料喷射阀104的开阀时间。
端子间电压取得部134通过电压检测部116以规定的时间间隔取得燃料喷射阀104的端子间电压Vt。
状态判断部136根据端子间电压取得部134取得的燃料喷射阀104的端子间电压Vt，来判断燃料喷射阀104的开闭动作的状态。
特别是，状态判断部136对于燃料喷射期间的多次燃料喷射中的每一次，将对燃料喷射阀104的通电断开后的规定的时间长度的期间设定为闭阀判定期间。另外，状态判断部136判断在端子间电压取得部134在闭阀判定期间取得的端子间电压的变化中，是否出现了伴随因燃料喷射阀104的阀体移动而引起的反电动势的电压变化。然后，在出现该电压变化时，状态判断部136判断为燃料喷射阀104成为全闭状态。
在本实施方式中，状态判断部136参照预先保存在存储装置120中的判定时间映射表122，将闭阀判定时间的时间长度确定为与内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数对应的长度。
具体而言，状态判断部136例如以规定的时间间隔通过曲轴角传感器106取得内燃机102的当前的转速，以及从通电控制部132取得当前喷射级数的设定。然后，状态判断部136例如在规定的气缸中的1个燃烧循环开始时、例如进气行程开始时，根据内燃机102的当前的转速和喷射级数，参照判定时间映射表122，来确定闭阀判定期间的规定的时间长度。
接着，在燃料喷射阀104的通电从接通设定为断开时，闭阀判定期间开始，状态判断部136开始从电压检测部116取得端子间电压Vt，在该闭阀判定期间结束时，结束该端子间电压Vt的取得。更具体而言，在上述闭阀判定期间内，状态判断部136 以规定的时间间隔从电压检测部116反复取得端子间电压Vt。由此，状态判断部136 取得上述闭阀判定期间内的端子间电压Vt的变化波形。
状态判断部136根据上述取得的端子间电压Vt的变化波形，来判断是否检测到伴随因燃料喷射阀104的阀体移动而引起的反电动势的电压变化(闭阀波形)。然后，在检测到闭阀波形时，状态判断部136判断为该燃料喷射阀104成为全闭状态。
状态判断部136保持例如表示燃料喷射阀104的闭阀状态的闭阀标志。状态判断部136在燃料喷射期间开始时将闭阀标志复位为0，在判断为在个别喷射期间结束时燃料喷射阀104成为全闭状态时，将该闭阀标志设置为1。另外，闭阀标志设为与多个气缸中的每一个气缸对应地设置，能够根据对每个气缸判断的燃料喷射阀104 有无向全闭状态转移，来设置相应的气缸的闭阀标志。
图2是示出判定时间映射表122的一例的图。在图示的例子中，判定时间映射表122以表格形式表示与内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数对应的、闭阀判定期间的规定的时间长度。
在此，判定时间映射表122所示的闭阀判定期间的规定的时间长度被确定为，一个气缸的闭阀判定期间不与另一个气缸中的燃料喷射的开始定时重叠。由此，能够防止如下情况：在一个气缸的端子间电压Vt的波形上叠加来自其他气缸中的燃料喷射开始时的燃料喷射阀104的噪声，从而针对该一个气缸进行的燃料喷射阀104有无向全闭状态转移的判断产生错误。
图3是示出各个气缸的个别燃料喷射的执行期间与闭阀判定期间之间的关系的一例的图。在图示的例子中，n＝4。在图示的最上一段示出1号(#1)气缸的动作，向下依次示出2号(#2)气缸、3号(#3)气缸以及4号(#4)气缸的各个动作。在图3中，关于各气缸，在上部示出该气缸中的行程，在下部示出表示对应的燃料喷射阀104的开阀动作的波形。在图示的例子中，各气缸的喷射级数设定为2，在进气行程和压缩行程中分别各执行1次燃料喷射。在图3中，将各气缸中的该2次燃料喷射分别表示为“第1次喷射”和“第2次喷射”。在各燃料喷射之后，分别设定相同长度的闭阀判定期间。
如图所示，闭阀判定期间的规定的时间长度被确定为，针对一个气缸的闭阀判定期间不与其他气缸中的燃料喷射的开始定时重叠。例如，针对作为一个气缸的#1 气缸、#2气缸、#3气缸以及#4气缸的第2次喷射的闭阀判定期间被确定为，不与作为其他气缸的#2气缸、#3气缸、#4气缸以及#1气缸的第1次喷射的开始定时重叠。
回到图2，判定时间映射表122所示的规定的时间长度相对于内燃机102的转速的减少而单调地增加，并且，以相对于喷射级数减少而单调地增加的方式离散地设定。即，设定为p1m≥p2m≥p3m(m＝1、2、3)，pk1≥pk2≥pk3(k＝1、2、3)。
并且，上述规定的时间长度的最小值被设定为例如比燃料喷射阀104的最小动作时间(即，在断开施加电压后，到阀体落座于闭阀位置为止的最小时间的标准值) 长的时间。另外，上述规定的时间长度的各喷射级数的最大值是在该喷射级数中满足上述条件的范围，即，在一个气缸的闭阀判定期间不与其他气缸的燃料喷射的开始定时重叠的范围内，例如被确定为最长的时间长度。
这样，将闭阀判定期间的时间长度确定为相对于内燃机102的转速的减少而单调地增加，并且相对于喷射级数的减少而单调增加的理由如下。
首先，伴随燃料喷射阀104的闭阀动作的端子间电压Vt的闭阀波形根据直到阀体从开阀位置离开而与闭阀落座位置抵接为止的作为螺线管的燃料喷射阀104内部的磁通的变化来确定。该磁通的变化的速度由阀体的移动速度确定，该阀体的移动速度由将该阀体向闭阀落座位置方向施力的弹簧的强度和流入燃料喷射阀104的燃料压力确定。即，燃料压力越低，阀体的移动速度越低，磁通的变化速度也越慢，伴随燃料喷射阀104的闭阀动作的端子间电压Vt的变化的大小，即，闭阀波形的大小(闭阀波形的振幅的大小)变得更小。并且，由于到阀体从开阀位置离开而与闭阀落座位置抵接为止的移动距离是固定的，因此，若是阀体的移动速度变低，则阀体的移动时间、随之磁通的变化时间变长，闭阀波形的持续时间变长。即，阀体的移动速度越慢，闭阀波形越小且持续得越长。
通常，内燃机102转速越高以及喷射级数越多，燃料压力越高，阀体的移动速度越高，随之，磁通的变化速度也越高，端子间电压Vt随时间变化的闭阀波形陡峭并且能够具有相对大的振幅。即，内燃机102的转速越高以及喷射级数越多，越是成为容易检测出闭阀波形的状态，因此，能够进一步缩短闭阀判定期间的时间长度。
反之，内燃机102的转速越低以及喷射级数越少，通常燃料压力被设定得越低，因此，阀体的移动速度降低，随之，磁通的变化速度也降低，闭阀波形变为振幅小、持续时间长、平缓的波形。即，内燃机102转速越低以及喷射级数越少，则闭阀波形越被噪声埋没而难以检测，且能够具有更长的持续时间，因此，能够想到优选将闭阀判定期间的时间长度设定得更长，增加在上述闭阀波形的检测处理中使用的数据量。
基于以上的理由，在本实施方式中，闭阀判定期间的规定的时间长度被确定为，相对于内燃机102的转速的减少而单调地增加，并且，相对于喷射级数的减少而单调地增加。
但是，上述只是一例，例如，在闭阀波形的大小的变化相对于喷射级数的变化较小的情况下，能够将闭阀判定期间的长度设定为，无论喷射级数如何，仅相对于内燃机102的转速的减少而单调地增加。并且，例如，在闭阀波形的大小的变化相对于转速的变化较小的情况下，能够将闭阀判定期间的长度设定为，与转速无关，仅相对于喷射级数的减少而单调地增加。即，闭阀判定期间的时间长度能够根据内燃机102 的转速以及喷射级数中的至少一方来确定。因此，判定时间映射表122也能够设为表示与内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数中的至少一方对应的规定的时间长度。
此外，关于闭阀判定期间的时间长度，例如根据内燃机102的控制方式，在特定的转速以及/或者特定的喷射级数中，与更高的转速以及/或者更多的喷射级数相比，有时也能够设定得较短。
图4是用于说明燃料喷射控制装置100的动作的一例的时序图。在图4中，从上段开始依次示出(a)通电控制部132向驱动电压输出部112输出的开闭命令CMD、 (b)由电流检测部114检测出的燃料喷射阀104的通电电流Ij、(c)燃料喷射阀104 的阀体位置、(d)由电压检测部116检测出的燃料喷射阀104的端子间电压Vt、(e) 由状态判断部136取得的端子间电压Vt的变化波形、以及(f)闭阀标志的值的时间变化。
在时刻t1，包含在开闭命令CMD中的、对对应的燃料喷射阀104指示开阀的信号被设定为高(high)，从而对燃料喷射阀104指示开阀，由此个别喷射期间开始 (图4中的图(a))。以下，将“包含在开闭命令CMD中的、对对应的燃料喷射阀 104指示开阀的信号”简称为开闭命令CMD。
通过将开闭命令CMD设定为高，由此从驱动电压输出部112向对应的燃料喷射阀104施加升压电压VU(图4中的图(d))。由此，燃料喷射阀104的通电电流Ij迅速增加(图4中的图(b))。然后，在由增加的通电电流Ij作用于燃料喷射阀104 的阀体的力超过规定的电平的时刻t2，燃料喷射阀104的阀体立即移动到开阀位置，燃料喷射开始(图4中的图(c))。
之后，在从开闭命令CMD被设定为高的时刻t1起到燃料喷射阀104完成开阀为止经过了必要且充分的规定的时间的时刻t3，从驱动电压输出部112向燃料喷射阀 104施加的电压被切换为电池电压VB，该电池电压VB是将阀体保持在开阀位置所需的足够的电平。由此，通电电流Ij下降，在时刻t4，收敛于由电池电压VB和燃料喷射阀104的直流电阻确定的电流值Is(图4中的图(b))。
此时，由于伴随通电电流Ij下降而在燃料喷射阀104的螺线管中产生的反电动势电压，燃料喷射阀104的端子间电压Vt在从时刻t3到t4的期间下降到比电池电压 VB低的电压Vs。然后，在通电电流Ij收敛于电流值Is的时刻t4，端子间电压Vt成为电池电压VB(图4中的图(d))。之后，在从时刻t1起经过了根据目标燃料喷射量确定的规定的时间后的时刻t5，将开闭命令CMD设定为低(low)(图4中的图(a))，断开从驱动电压输出部112对燃料喷射阀104的施加电压。
由此，通电电流Ij下降，在时刻t6变为零(图4中的图(b))。由于该通电电流Ij的下降，在燃料喷射阀104中产生反电动势电压，端子间电压Vt在时刻t5下降到负的电压VL(图4中的图(d))。然后，端子间电压Vt在通电电流Ij变为零的时刻t6之后，利用由燃料喷射阀104及其周边电路构成的放电电路的电路常数确定的时间常数，朝向零伏特上升。
另一方面，燃料喷射阀104的阀体由于通电电流Ij变为零，在燃料喷射阀104 内产生的磁场降低。由此，阀体在作用于该阀体的电磁力变得比在燃料喷射阀104 内向闭阀方向对阀体施力的弹簧的力弱的时刻t7，开始向闭阀方向移动，在时刻t8 落座于闭阀位置(图4中的图(c))。
随着该阀体的移动，在燃料喷射阀104上再次产生反电动势电压，从阀体移动的时刻t7到t8，端子间电压Vt暂时下降。然后，端子间电压Vt从阀体落座于闭阀位置的时刻t8起，以上述时间常数上升到零伏特(图4中的图(d))。
另一方面，状态判断部136通过在时刻t5将开闭命令CMD设定为低，从而设定从该时刻t5开始的闭阀判定期间，在该闭阀判定期间内取得端子间电压Vt的变化波形(图4中的图(e))。
然后，状态判断部136根据在上述闭阀判定期间内取得的端子间电压Vt的变化波形，来检测伴随阀体向闭阀位置的移动的反电动势电压(或反电动势电力)引起的从时刻t7到t8的电压变化，判断为燃料喷射阀104的阀体成为闭阀状态。由此，状态判断部136将闭阀标志设置为1(图4中的图(f))。之后，状态判断部136在闭阀判定期间结束的时刻t9，将闭阀标志复位为0(零)，准备下一个闭阀判定期间的闭阀状态的判定(图4中的图(f))。
之后，通过在时刻t11再次将开闭命令CMD设定为高，从而开始下一个个别喷射期间(图4中的图(a))。
在具有上述结构的燃料喷射控制装置100中，状态判断部136设定在对燃料喷射阀104的通电被断开后开始的规定时间长度的闭阀判定期间，仅在闭阀判定期间内取得端子间电压Vt的变化波形。而且，燃料喷射控制装置100根据该取得的端子间电压Vt的变化波形(端子间电压波形)来判断燃料喷射阀104有无向全闭状态转移。
即，在燃料喷射控制装置100中，在预先确定乃至取得应进行闭阀动作的期间的端子间电压波形的基础上，根据该端子间电压波形，判断有无向全闭阀动作转移。因此，在燃料喷射控制装置100中，即使存在电噪声的影响，也能够在减轻处理装置 130的处理负荷的同时，进行上述提取出的端子间电压波形的详细分析，有效地检测燃料喷射阀104有没有确立全闭状态。
并且，在燃料喷射控制装置100中，可以构成为根据内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数中的双方或一方来确定闭阀判定期间的规定的时间长度。因此，在燃料喷射控制装置100中，能够适当地检测根据施加在燃料喷射阀104上的燃料压力而变化的闭阀波形，正确地判断燃料喷射阀104向全闭状态的转移。并且，在内燃机 102的低速区域以及/或者喷射级数少的情况下，将闭阀判定期间的规定的时间长度设定得较长，因此，不仅是检测有没有确立闭阀状态，也能够检测闭阀定时的延迟等异常，并预测燃料喷射阀104的故障。
此外，在燃料喷射控制装置100中，根据内燃机102的转速以及/或者喷射级数预先确定的闭阀判定期间的时间长度被保存在判定时间映射表122中。因此，在燃料喷射控制装置100中，通过参照该判定时间映射表122，能够简单地确定闭阀判定期间的时间长度，检测燃料喷射阀104有没有确立全闭状态。
接着，使用图5所示的流程图对燃料喷射控制装置100中的关于闭阀动作的状态判断处理的步骤进行说明。该动作在燃料喷射控制装置100的电源接通时开始，在燃料喷射控制装置100的电源断开时结束。
当开始处理时，状态判断部136首先将闭阀标志复位为0(零)(S100)。
接着，状态判断部136判断1个燃烧循环是否开始(S102)，在未开始时(S102，否)，返回步骤S102，等待1个燃烧循环的开始。在此，关于1个燃烧循环是否开始，状态判断部136能够根据从曲轴角传感器106取得的当前的曲轴角来判断。另外，状态判断部136例如在上述当前曲轴角对应于1个燃烧循环中的进气行程的开始时，能够判断为一个燃烧循环已经开始。
另一方面，在1个燃烧循环开始时(S102，是)，状态判断部136确定闭阀判定期间的时间长度(S104)。关于闭阀判定期间的时间长度的确定，如上所述，状态判断部136通过根据例如从曲轴角传感器106和通电控制部132取得的内燃机102的当前的转速和喷射级数，参照判定时间映射表122来进行。
接着，状态判断部136判断闭阀判定期间是否已开始(S106)。该判断是状态判断部136根据是否检测出通电控制部132输出的开闭命令CMD的、对对应的燃料喷射阀104指示开阀的信号的下降，即，从高向低的迁移来进行的。以下，将“开闭命令CMD的、对对应的燃料喷射阀104指示开阀的信号”简称为“开闭命令CMD”或“CMD”。
例如，状态判断部136以规定的时间间隔从通电控制部132取得关于CMD的状态的信息，根据该取得的信息，在检测出上述迁移时，判断为闭阀判定期间开始。
然后，在闭阀判定期间未开始时(S106，否)，状态判断部136返回步骤S106，等待闭阀判定期间开始。另一方面，在闭阀判定期间开始时(S106，是)，状态判断部136以规定的时间间隔通过端子间电压取得部134反复取得闭阀判定期间内的端子间电压Vt，取得闭阀判定期间内的端子间电压Vt的变化波形(S108)。
接着，状态判断部136根据从端子间电压取得部134输入的端子间电压Vt的变化波形，判断是否检测到伴随因燃料喷射阀104的阀体移动而引起的反电动势的电压变化(闭阀波形)(S110)。然后，在检测到闭阀波形时(S110，是)，状态判断部136 将闭阀标志设置为1(S112)。接着，状态判断部136判断闭阀判定期间是否已结束 (S114)。该判断是状态判断部136使用在步骤S104中确定的闭阀判定期间的时间长度和处理装置130所具有的计时器(未图示)来进行的。
另一方面，在步骤S110中未检测到闭阀波形时(S110，否)，不进行状态判断部136对闭阀标志的设置，将处理转移到步骤S114，状态判断部136判断闭阀判定期间是否结束。
然后，在闭阀判定期间未结束时(S114，否)，状态判断部136返回步骤S110 而反复处理。另一方面，在步骤S114中闭阀判定期间结束时(S114，是)，状态判断部136判断闭阀标志是否被设置为1(S116)。然后，在闭阀标志被设置为1时(S116，是)，状态判断部136经由例如通信I/F部118向进行动作管理的管理装置(未图示) 通知正常动作的情况，即，燃料喷射阀104在个别喷射期间结束时正确地闭阀的情况(S118)。接着，状态判断部136将闭阀标志复位为0(零)(S122)。
之后，状态判断部136例如根据从曲轴角传感器106取得的当前的曲轴角，判断燃料喷射期间是否已结束(S124)。然后，在燃料喷射期间未结束时(S124，否)，状态判断部136返回步骤S106而反复处理，另一方面，在燃料喷射期间结束时(S124，是)，返回步骤S102而反复处理。
并且，另一方面，在步骤S116中闭阀标志未被设置为1时(S116，否)，状态判断部136经由例如通信I/F部118向上述管理装置通知是异常动作的情况，即，燃料喷射阀104在个别喷射期间结束时未正确闭阀的情况(S120)。之后，状态判断部 136将处理转移到步骤S122。
综上所述，如以上说明的那样，本实施方式的燃料喷射控制装置100通过设置在内燃机102的气缸中的燃料喷射阀104，在对气缸的燃料喷射期间控制对该气缸进行多次燃料喷射的多级喷射动作。该燃料喷射控制装置100具有通电控制部132，该通电控制部132使对燃料喷射阀104的通电接通而开阀，使该通电断开而闭阀，从而控制燃料喷射阀104的开闭。并且，燃料喷射控制装置100具有：端子间电压取得部 134，其以规定的时间间隔取得燃料喷射阀104的端子间电压Vt；以及状态判断部136，其根据上述取得的端子间电压Vt，判定燃料喷射阀104的开闭动作的状态。
针对上述燃料喷射期间的多次燃料喷射中的每一次，状态判断部136将对燃料喷射阀104的通电断开后的规定的时间长度的期间设定为闭阀判定期间。并且，状态判断部136判断在上述闭阀判定期间取得的端子间电压Vt的变化(端子间电压波形) 中是否出现了伴随因燃料喷射阀104的阀体移动而引起的反电动势的电压变化(闭阀波形)。然后，在出现了上述电压变化时，状态判断部136判断为燃料喷射阀104成为全闭状态。
根据该结构，状态判断部136通过设定闭阀判定期间，在仅提取应进行闭阀动作的期间的端子间电压波形的基础上，根据该端子间电压波形判断有无向全闭阀动作的转移。因此，在燃料喷射控制装置100中，即使存在来自内燃机102的火花塞等的电磁辐射噪声的影响等，也能够在减轻处理装置130的处理负荷的同时，进行上述提取的端子间电压波形的详细分析，有效地检测出燃料喷射阀104有没有确立全闭状态。
并且，在本实施方式的燃料喷射控制装置100中，状态判断部136以内燃机102 所具有的多个气缸中的一个气缸的闭阀判定期间不与其他气缸中的燃料喷射的开始定时重叠的方式，设定各气缸的闭阀判定期间。根据该结构，能够防止如下情况：在一个气缸的端子间电压波形上叠加来自其他气缸中的燃料喷射开始时的燃料喷射阀 104的噪声，从而对该一个气缸有无向全闭状态转移的判断产生错误。
并且，在本实施方式燃料喷射控制装置100中，状态判断部136构成为，根据内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数中的至少一方来确定闭阀判定期间的规定的时间长度。根据该结构，根据影响施加到燃料喷射阀104的燃料压力的内燃机102 的转速以及/或者喷射级数来确定闭阀判定期间的长度。因此，能够设定与端子间电压波形内的闭阀波形的大小以及持续时间对应的闭阀判定期间，其中，所述端子间电压波形内的闭阀波形的大小以及持续时间与能够根据燃料压力变化的燃料喷射阀 104的阀体的移动速度一起变化。其结果为，能够使用与闭阀波形的大小以及持续时间对应的数据量，来适当地判断有无向全闭状态的转移。并且，在内燃机102的转速较慢的低速区域或喷射级数较少的情况下，通过将闭阀判定期间的时间长度设定得较长，从而也能够检测闭阀定时的延迟等异常，因此，不仅能够进行闭阀状态的检测，而且能够进行故障预测。
并且，在本实施方式燃料喷射控制装置100中，闭阀判定期间的规定的时间长度被设定为，相对于内燃机102的转速的减少而单调地增加、以及/或者相对于喷射级数的减少而单调地增加。根据该结构，由于伴随着转速的降低和喷射级数的减少的施加到燃料喷射阀104的燃料压力的降低，在阀体向闭阀位置移动的速度降低而端子间电压波形内的闭阀波形的持续时间变长且振幅变小而难以检测该闭阀波形的情况下，能够确保充分的处理数据而适当地判断有无向全闭状态的转移。
并且，本实施方式的燃料喷射控制装置100具有存储预先确定的判定时间映射表122的存储装置120，该判定时间映射表122示出与内燃机102的转速和多级喷射的喷射级数中的至少一方对应的、作为闭阀判定期间的长度的规定的时间长度。然后，状态判断部136根据内燃机102的当前的转速以及/或者多级喷射的喷射级数的设定，参照判定时间映射表122，确定上述规定的时间长度。
根据该结构，通过参照判定时间映射表122，能够简单地确定根据内燃机102 的转速以及/或者喷射级数预定的时间长度的闭阀判定期间，有效地检测燃料喷射阀 104有没有确立全闭状态。

Claims (5)

1.一种燃料喷射控制装置，该燃料喷射控制装置在向内燃机的气缸进行燃料喷射的燃料喷射期间利用设置于所述气缸的燃料喷射阀来控制对所述气缸进行多次燃料喷射的多级喷射的动作，其特征在于，
所述燃料喷射控制装置具有：
通电控制部，其接通对所述燃料喷射阀的通电而打开所述燃料喷射阀，断开该通电而关闭所述燃料喷射阀，从而控制所述燃料喷射阀的开闭；
端子间电压取得部，其以规定的时间间隔取得所述燃料喷射阀的端子间电压；以及
状态判断部，其根据取得的所述端子间电压，判定所述燃料喷射阀的开闭动作的状态；
所述状态判断部构成为：
针对所述燃料喷射期间的所述多次燃料喷射中的每一次燃料喷射，将断开对所述燃料喷射阀的通电之后的规定的时间长度的期间设定为闭阀判定期间，其中，所述规定的时间长度是根据所述多级喷射的喷射级数来确定的，
判断在所述闭阀判定期间取得的所述端子间电压的变化中是否出现了伴随因所述燃料喷射阀的阀体移动而引起的反电动势的电压变化，在出现了所述电压变化时，判断为所述燃料喷射阀成为全闭状态。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述内燃机具有多个气缸，
所述状态判断部以针对一个气缸的所述闭阀判定期间不与其他气缸中的燃料喷射的开始定时重叠的方式，设定针对各气缸的所述闭阀判定期间。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述状态判断部构成为，根据所述多级喷射的喷射级数以及所述内燃机的转速来确定所述闭阀判定期间的所述规定的时间长度。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述闭阀判定期间的所述规定的时间长度被设定为：随着所述内燃机的转速的减少而单调地增加，以及/或者随着喷射级数的减少而单调地增加。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述燃料喷射控制装置还具有存储装置，该存储装置存储有预先确定的判定时间映射表，该判定时间映射表示出至少与所述内燃机的转速对应的所述规定的时间长度，
所述状态判断部构成为：至少根据所述多级喷射的喷射级数的设定，参照所述判定时间映射表来确定所述规定的时间长度。
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