CN110612388A - 燃料喷射控制装置 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射控制装置(40)在燃料喷射阀(30)驱动的情况下，先对燃料喷射阀进行基于第一电源部(46)的电压施加，之后进行基于第二电源部(45)的电压施加，另一方面，在基于第一电源部的电压施加后，根据由电流检测部(44)检测到的驱动电流的变化，实施判定燃料喷射阀的阀芯已达到规定升程位置的升程位置判定处理(S16)。燃料喷射控制装置具备：在不实施升程位置判定处理的情况下实施燃料喷射阀的驱动控制的第一控制部(40)；以及实施升程位置判定处理并实施燃料喷射阀的驱动控制的第二控制部(40)，第二控制部以与实施基于第一控制部的驱动控制时相比，阀芯达到规定升程位置时的驱动电流变小的方式，控制所述燃料喷射阀的驱动电流。

Description

燃料喷射控制装置
相关申请的相互参照
本申请基于2017年5月19日提出申请的日本申请第2017－099752号，在此援引其记载内容。
技术领域
本公开涉及内燃机的燃料喷射控制装置。
背景技术
作为向搭载于车辆等的内燃机的各气缸喷射供给燃料的燃料喷射阀，已知有例如通过从车载的电池供给的电力而动作的电磁螺线管式的燃料喷射阀。在这种燃料喷射阀中，燃料喷射控制装置通过控制向内置于燃料喷射阀主体的线圈的通电时期以及通电时间而使阀芯(针)向开阀方向驱动，从而控制燃料喷射时期以及燃料喷射量。
近年，在实现燃料喷射量等的合理化的方面，考虑了燃料喷射阀的机械差异偏差。具体而言，采取如下对策：燃料喷射控制装置根据燃料喷射阀中的驱动电流来确定阀芯已到达全升程位置，并根据该确定结果来校正燃料喷射阀的通电时间(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－152697号公报
发明内容
然而，燃料喷射控制装置在使燃料喷射阀驱动的情况下，先对燃料喷射阀施加高电压，之后进行低电压的施加。然后，燃料喷射控制装置在施加低电压后，根据检测到的驱动电流的变化来判定已到达全升程位置。因此，驱动电流的变化越大，越容易判定已到达全升程位置。然而，因进行判定时的条件，有时驱动电流的变化未必大，判定精度较差。
本公开是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于，提供能够提高阀芯达到规定升程位置时的判定精度的燃料喷射控制装置。
为了解决上述课题，燃料喷射控制装置应用于燃料喷射系统，该燃料喷射系统具备：第一电源部；第二电源部，电源电压比所述第一电源部的电源电压小；燃料喷射阀，通过来自这些各电源部的电力供给而驱动；以及电流检测部，检测所述燃料喷射阀的驱动电流，在所述燃料喷射阀驱动的情况下，先对所述燃料喷射阀进行基于所述第一电源部的电压施加，之后进行基于所述第二电源部的电压施加，另一方面，在基于所述第一电源部的电压施加后，根据由所述电流检测部检测到的驱动电流的变化，实施判定所述燃料喷射阀的阀芯已达到规定升程位置的升程位置判定处理，其中，该燃料喷射控制装置具备：第一控制部，在不实施所述升程位置判定处理的情况下实施所述燃料喷射阀的驱动控制；以及第二控制部，实施所述升程位置判定处理并实施所述燃料喷射阀的驱动控制，所述第二控制部将所述燃料喷射阀的驱动电流控制成，与实施基于所述第一控制部的驱动控制时相比，所述阀芯达到规定升程位置时的驱动电流变小。
通过先对燃料喷射阀进行基于第一电源部的电压施加，之后进行基于第二电源部的电压施加，使燃料喷射阀驱动。由此，通过在开阀初期施加高电压来确保燃料喷射阀的开阀响应性，接着通过施加低电压来保持燃料喷射阀的开阀状态。
而且，在实施升程位置判定处理的情况下，在基于第一电源部的电压施加后，根据由电流检测部检测到的驱动电流的变化，判定燃料喷射阀的阀芯已达到规定升程位置。第二控制部在实施该升程位置判定处理的情况下，与实施基于第一控制部的驱动控制时相比，以使阀芯达到规定升程位置时的驱动电流变小的方式控制燃料喷射阀的驱动电流。若减小阀芯到达规定升程位置时的驱动电流，则规定升程位置的到达前后的驱动电流的斜率的方向反转，并且，其斜率的变化也容易变得陡峭。因此，通过在实施升程位置判定处理时减小驱动电流，能够容易判定达到规定升程位置时的驱动电流的变化点，提高阀芯达到规定升程位置时的判定精度。
附图说明
关于本公开的上述目的以及其他目的、特征及优点，通过参照添附的附图以及下述的详细记述而更加明确。该附图为，
图1是表示发动机控制系统的概略构成的图，
图2是表示ECU的构成的框图，
图3是表示燃料喷射阀的构成以及状态的图，
图4是用于说明燃料喷射阀的驱动动作的时序图，
图5是表示驱动电流的变化的时序图，
图6是表示驱动电流的变化的时序图，
图7是燃料喷射阀的电路图，
图8是表示驱动电流的斜率与驱动电流的关系的图，
图9是表示燃料喷射处理的流程图，
图10是表示第一实施方式的驱动电流的变化的时序图，
图11是表示第二实施方式的驱动电流的变化的时序图，
图12是表示第三实施方式的驱动电流的变化的时序图，
图13是表示第四实施方式的驱动电流的变化的时序图。
具体实施方式
以下，对实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式彼此中，对相互相同或等价的部分，在图中赋予相同的附图标记，对相同的附图标记的部分援引其说明。在本实施方式中，具体化为控制车辆用的汽油发动机的发动机控制系统。
(第一实施方式)
根据图1对发动机控制系统的概略构成进行说明。在作为缸内喷射式的多气缸内燃机的发动机11的进气管12的最上游部分设有空气滤清器13，在该空气滤清器13的下游侧设有检测吸入空气量的气流计14。在该气流计14的下游侧设有通过马达15进行开度调节的节流阀16、以及检测该节流阀16的开度(节流阀开度)的节流阀开度传感器17。
在节流阀16的下游侧设有稳压箱18，在该稳压箱18设有检测进气管压力的进气管压力传感器19。在稳压箱18上连接有将空气导入发动机11的各气缸21的进气歧管20，在发动机11的各气缸21分别安装有向缸内直接喷射燃料的电磁式的燃料喷射阀30。在发动机11的缸盖上，按每个气缸21安装有火花塞22，通过各气缸21的火花塞22的火花放电对缸内的混合气点火。
在发动机11的排气管23设有根据废气检测混合气的空燃比或浓/稀等的废气传感器24(空燃比传感器、氧传感器等)，在该废气传感器24的下游侧设有净化废气的三元催化剂等催化剂25。
在发动机11的缸体安装有检测冷却水温的冷却水温传感器26、检测爆震的爆震传感器27。在曲柄轴28的外周侧安装有曲柄角传感器29，该曲柄角传感器29每当曲柄轴28旋转规定曲柄角就输出脉冲信号，根据该曲柄角传感器29的曲柄角信号来检测曲柄角、发动机旋转速度。
这些各种传感器的输出被输入至ECU40。ECU40是以微型计算机为主体而构成的电子控制单元，使用各种传感器的检测信号来实施发动机11的各种控制。ECU40计算与发动机运转状态相应的燃料喷射量而控制燃料喷射阀30的燃料喷射，并且控制火花塞22的点火时期。
从车载的电池51向这些火花塞22、燃料喷射阀30供给电力。在电池51的电压降低的情况下，通过使连接于发动机11的输出轴的交流发电机52旋转来对电池51供给电力，从而电池51以成为规定电压(在本实施方式中为12V)的方式被充电。
如图2所示，ECU40具备发动机控制用的微机41(发动机11的控制用的微型计算机)、喷射器驱动用的驱动IC42(燃料喷射阀30的驱动用IC)、电压切换电路43、电流检测电路44。ECU40相当于“燃料喷射控制装置”。微机41根据发动机运转状态(例如，发动机旋转速度、发动机负载等)来计算要求喷射量，并且根据基于该要求喷射量计算的喷射时间生成喷射脉冲，并输出至驱动IC42。驱动IC42根据喷射脉冲对燃料喷射阀30进行开阀驱动，并使其喷射要求喷射量的燃料。
电压切换电路43是将施加于各气缸21的燃料喷射阀30的驱动用电压在高电压V2与低电压V1间进行切换的电路。具体而言，电压切换电路43通过未图示的开关元件的接通断开，从低压电源部45与高压电源部46的某个对燃料喷射阀30的线圈31供给驱动电流。
低压电源部45相当于“第二电源部”，具有将电池51的电池电压(低电压V1)施加于燃料喷射阀30的低电压输出电路。高压电源部46相当于“第一电源部”，具有高电压输出电路(升压电路)，该高电压输出电路(升压电路)将使电池电压升压为40V～70V后的高电压V2(升压电压)施加于燃料喷射阀30。
在通过喷射脉冲对燃料喷射阀30进行开阀驱动时，对燃料喷射阀30以时间序列切换并施加低电压V1与高电压V2。在该情况下，在开阀初期通过施加高电压V2来确保燃料喷射阀30的开阀响应性，接着通过施加低电压V1来保持燃料喷射阀30的开阀状态。
电流检测电路44相当于“电流检测部”，检测燃料喷射阀30的开阀驱动时的通电电流(驱动电流)，其检测结果被依次输出至驱动IC42。电流检测电路44只要为公知构成即可，例如具有分流电阻和比较器。
在本实施方式中，具备高压电源部46、低压电源部45、通过来自这些各电源部的电力供给而驱动的燃料喷射阀30、以及检测燃料喷射阀的驱动电流的电流检测电路44的系统相当于燃料喷射系统。
另外，在图2的构成中，在作为四气缸发动机的发动机11中，将燃烧顺序每隔一个的两个气缸合并成一个而作为驱动组一、二，按每个驱动组分别设有电压切换电路43以及电流检测电路44。即，在驱动组一的电压切换电路43以及电流检测电路44中，成为对#1、#4气缸的燃料喷射阀30进行电压切换与电流检测的构成。另外，在驱动组2的电压切换电路43以及电流检测电路44中，成为对#2、#3气缸的燃料喷射阀30进行电压切换与电流检测的构成。由此，在各气缸中，即使因在进气行程与压缩行程分别实施燃料喷射而导致在燃烧顺序前后连续的两个气缸中燃料喷射的期间重叠，也可适当地实施各气缸的燃料喷射。
这里，参照图3对燃料喷射阀30进行说明。燃料喷射阀30具有由通电产生电磁力的线圈31、通过该电磁力与柱塞32(可动芯)一体地被驱动的针33(阀芯)、以及将柱塞32向与闭阀方向相反的方向施力的弹簧部件34，针33克服弹簧部件34的作用力而向开阀位置移动，从而燃料喷射阀30成为开阀状态，进行燃料喷射。然后，当伴随着喷射脉冲的下降而停止线圈31的通电时，柱塞32与针33返回至闭阀位置，从而燃料喷射阀30成为闭阀状态，停止燃料喷射。在以下的说明中，将柱塞32抵接于限位器35而限制向这以上的开阀方向移动的位置称为针33的“全升程位置”。另外，全升程位置相当于“规定升程位置”。
接下来，根据图4对由驱动IC42以及电压切换电路43实施的燃料喷射阀30的驱动动作进行说明。
在时刻ta1，伴随着喷射脉冲的上升，使电池电压升压后的高电压V2被施加于燃料喷射阀30。在时刻ta2，当驱动电流到达预先确定的峰值Ip时，停止高电压V2的施加。此时，在驱动电流到达峰值Ip的定时或其紧前的定时，开始针升程，伴随着该针升程开始燃料喷射。驱动电流是否已到达峰值Ip的判定根据由电流检测电路44检测到的驱动电流来实施。即，在升压期间(ta1～ta2)，由驱动IC42判定驱动电流是否已成为峰值Ip以上，在成为驱动电流≥峰值Ip的时刻，由电压切换电路43实施施加电压的切换(停止施加V2)。
驱动电流在时刻ta3，当驱动电流低于预先确定的电流阈值Ih时，作为电池电压的低电压V1被施加于燃料喷射阀30。驱动电流是否低于电流阈值Ih的判定根据由电流检测电路44检测到的驱动电流来实施。即，在施加停止期间(ta2～ta3)，由驱动IC42判定驱动电流是否已成为电流阈值Ih以下，在成为驱动电流≤电流阈值Ih的时刻，由电压切换电路43实施电压的切换(开始施加V1)。由此，针33在到达全升程位置后，维持其全升程状态，并继续燃料喷射。之后，在时刻ta5，当喷射脉冲变为断开时，停止向燃料喷射阀30的电压施加，驱动电流变为零。然后，伴随着燃料喷射阀30的线圈通电的停止结束针升程，与此相应地停止燃料喷射。
关于燃料喷射阀30，可能因机械差异、经年变化等而导致动作特性的偏差、变化。在本实施方式所示的控制系统中，考虑这种情况，将上述偏差等考虑在内地进行燃料喷射量的合理化(开阀特性学习)。具体而言，在时刻ta3与时刻ta5之间的时刻ta4，针33到达全升程位置，电流从减少转为增加。因此，通过监视电流波形，确定开阀完成的定时、即到达全升程位置的到达定时。通过掌握实际的针33的动作，并根据从喷射脉冲的输出开始至到达全升程位置为止的时间来校正脉冲宽度(喷射脉冲的输出期间)，从而实现燃料喷射量的合理化。这样，将判定针33的全升程位置处理设为升程位置判定处理。
对喷射脉冲宽度的校正进行补充。例如，在针33到达全升程位置的到达定时比基准的定时早的情况下，可认为由于燃料喷射阀30的机械差异、经年变化，与设想相比提前地、或在升程速度较快的状态下进行针升程。例如，若弹簧部件34的弹簧力变弱，则可能会产生这样的现象。在该情况下，根据全升程位置的到达定时，计算作为学习值的校正系数。校正系数是与作为喷射脉冲宽度的喷射时间相乘的系数。而且，在全升程位置的到达定时较早的情况下，计算校正系数为比“1”小的值、即缩短喷射时间的系数。另一方面，在全升程位置的到达定时较迟的情况下，计算校正系数为比“1”大的值、即增长喷射时间的系数。
然而，有时难以辨别到达全升程位置前后的驱动电流的变化点。例如，有时驱动电流的斜率在到达全升程位置前后不反转。具体而言，如图5中虚线所示那样，有时在到达全升程位置前后，驱动电流的斜率均为负方向。另外，如图5中单点划线所示那样，有时在到达全升程位置前后，驱动电流的斜率均为正方向。
若如实线所示那样，驱动电流的斜率从负方向反转为正方向，则根据驱动电流的斜率暂时成为零附近来判定已反转即可。然而，在不反转的情况下，由于不存在明确的基准(零或零附近的值)，因此判定精度变差，并且进行判定时的工作量也增加。
另外，例如，如图6所示那样，在到达全升程位置后的驱动电流的斜率(正方向的斜率)较小的情况下也难以进行辨别。在该情况下，例如，难以区分重叠于驱动电流的电流波形的噪声与驱动电流的斜率的变化，判定精度容易变差。
因此，在本实施方式中，在执行判定全升程位置的处理(升程位置判定处理)时，以使到达全升程位置前后的驱动电流的变化点容易判定的方式控制驱动电流。以下，详细进行说明。
首先，对驱动电流的斜率在到达全升程位置前后发生变化的原理进行说明。燃料喷射阀30的电路图能够利用施加电压V(低电压V1)、线圈31的电阻R、线圈31的电感L(＝I/Φ)，如图7那样示意地示出。因此，到达全升程位置前的驱动电流的斜率由数式(1)表示。其中，“I”为驱动电流，“dI/dt”为驱动电流的斜率，“V”为向线圈31的施加电压，“R”为线圈31的电阻，“Φ”为磁通的电阻，“α”为磁通的变化(＝dΦ/dt)。
[式1]
另外，在到达全升程位置后，磁通的变化与到达前相比小至能够忽略的程度(α≒0)，因此到达全升程位置后的驱动电流的斜率由数式(2)表示。
[式2]
在图8中，示出根据数式(1)、(2)确定的驱动电流的斜率“dI/dt”与驱动电流“I”的关系。图8中的虚线是到达全升程位置前的驱动电流的斜率与驱动电流的关系，由数式(1)确定。图8中的实线是到达全升程位置后的驱动电流的斜率“dI/dt”与驱动电流“I”的关系，由数式(2)确定。
在图8中，示出了在到达全升程位置时的驱动电流为规定的电流范围X内的情况下，驱动电流的斜率在到达全升程位置前后反转。另外，示出了规定的电流范围X中的驱动电流越小，到达全升程位置后的驱动电流的斜率越在正方向上变大。根据数式(1)，电流范围X中的下限X1为(V－α)/R，根据数式(2)，上限X2为V/R。
因而，通过以使到达全升程位置时的驱动电流成为规定的电流范围X的方式控制驱动电流，在到达全升程位置前后，驱动电流的斜率从负方向变化为正方向。另外，通过以使到达全升程位置时的驱动电流接近规定的电流范围X中的下限X1的方式控制驱动电流，能够使到达全升程位置后的驱动电流的斜率增大。
另外，在不实施升程位置判定处理(全升程位置的判定)的通常时，一般以使驱动电流比电流范围X大、或成为接近电流范围X中的上限X2的值的方式控制驱动电流。原因在于，在到达全升程位置前的中间升程的区域中，因燃料喷射阀30的个体差而升程量不同，喷射量的个体偏差变大，因此优选在通常时，缩短到达至全升程位置为止的时间，抑制个体偏差。
另外，施加电压V通常由电池电压来决定，电阻R、电感L被设计为燃料喷射阀30的开阀动作满足来自发动机11的要求性能。
接下来，根据图9对燃料喷射处理进行说明。燃料喷射处理由ECU40(微机41)执行。另外，燃料喷射处理例如是每当实施燃料喷射时被执行的处理。另外，燃料喷射处理是在请求了升程位置判定处理的执行的情况下也被执行的处理。
首先，ECU40判定是否执行升程位置判定处理(步骤S11)。具体而言，ECU40判定是否请求全升程位置的判定、且允许全升程位置的判定。例如，在发动机11的状态为稳定状态(怠速状态等)的情况下，请求全升程位置的判定。
另外，在电池51的电压(低电压V1)为规定的电压范围内的情况下，允许全升程位置的判定。规定的电压范围是指满足以下的数式(3)、(4)的电压的范围。数式(3)表示到达全升程位置前的驱动电流的斜率与低电压V1的关系。数式(4)表示到达全升程位置后的驱动电流的斜率与低电压V1的关系。数式(3)、(4)分别是将数式(1)、(2)展开后而得的数式。另外，关于驱动电流“I”，设为电流范围X内的任意的值、例如下限X1即可。若为该电压范围内，则在到达全升程位置前，驱动电流的斜率成为负方向，在到达后，驱动电流的斜率成为正方向。
[式3]
在步骤S11的判定结果为否定的情况下，ECU40设定不实施升程位置判定处理(步骤S16)的情况下(以下，简单表示为通常时)的驱动参数(通常的驱动参数)(步骤S12)。在本实施方式的驱动参数中，例如包含峰值Ip、电流阈值Ih。而且，ECU40根据在步骤S12中设定的通常的驱动参数，开始燃料喷射控制(步骤S13)，使燃料喷射阀30驱动动作，结束燃料喷射处理。
另外，在步骤S13中，ECU40的微机41利用在后述的步骤S17中计算出的校正系数以及基准脉冲宽度来设定喷射脉冲的脉冲宽度，并对驱动IC输出喷射脉冲。驱动IC伴随着喷射脉冲的上升，施加高电压V2。然后，驱动IC在检测到的驱动电流成为由微机41设定的峰值Ip以上的情况下，停止高电压V2的施加。之后，驱动IC在检测到的驱动电流成为由微机41设定的电流阈值Ih以下的情况下，开始低电压V1的施加。然后，驱动IC伴随着喷射脉冲的下降，停止低电压V1的施加。
通过进行步骤S12、S13的处理，ECU40具有作为第一控制部的功能，该第一控制部在不实施升程位置判定处理的情况下实施燃料喷射阀30的驱动控制。
在步骤S11的判定结果为肯定的情况下，实施升程位置判定处理。因此，ECU40与不实施升程位置判定处理的情况相比，以使针33达到全升程位置时的驱动电流变小的方式设定判定用的驱动参数(步骤S14)。在本实施方式中，判定用的驱动参数所含的判定用的电流阈值Ih1小于通常的电流阈值Ih(在步骤S12中设定的电流阈值Ih)。另外，峰值Ip等其他驱动参数相同。
由此，在实施升程位置判定处理时，与不实施升程位置判定处理的情况相比，低电压V1的施加开始的定时延迟，作为结果，全升程位置的到达时的驱动电流变小。另外，关于判定用的电流阈值Ih1，若到达全升程位置时的驱动电流落入前述的电流范围X内，则也可以任意地变更。另外，关于判定用的电流阈值Ih1，若到达全升程位置时的驱动电流落入前述的电流范围X内，则优选较小。即，优选的是，尽量减小判定用的电流阈值Ih1，以使到达全升程位置时的驱动电流成为接近电流范围X中的下限X1的值。
另外，在本实施方式中，通过使判定用的电流阈值Ih1小于通常的电流阈值Ih，延迟了低电压V1的施加开始的定时，但若施加停止期间变长，则也可以对如何设定驱动参数进行任意变更。例如，也可以将ECU40构成为，从高电压V2的施加停止起经过规定的施加停止时间后，施加低电压V1，且在驱动参数中包含该施加停止时间。此时，在实施升程位置判定处理的情况下，与不实施升程位置判定处理的情况相比，只要以使低电压V1的施加开始的定时延迟的方式延长判定用的驱动参数所含的施加停止时间即可。
返回至流程图的说明。ECU40在步骤S14的处理后，根据在步骤S14中设定的判定用的驱动参数，开始燃料喷射控制(步骤S15)。
另外，在步骤S15中，ECU40的微机41利用在后述的步骤S17中计算出的校正系数以及基准脉冲宽度来设定喷射脉冲的脉冲宽度，并对驱动IC输出喷射脉冲。另一方面，驱动IC伴随着喷射脉冲的上升，施加高电压V2。然后，驱动IC在检测到的驱动电流成为由微机41设定的峰值Ip以上的情况下，停止高电压V2的施加。之后，驱动IC在检测到驱动电流成为由微机41设定的判定用的电流阈值Ih1以下的情况下，开始低电压V1的施加。然后，驱动IC伴随着喷射脉冲的下降，停止低电压V1的施加。
而且，在燃料喷射阀30的驱动动作中，ECU40实施升程位置判定处理(步骤S16)。即，ECU40根据由电流检测电路44检测到的驱动电流的变化，进行全升程位置的判定，确定到达全升程位置的到达时。
具体而言，ECU40在驱动动作中，按每规定时间取得(采样)检测到的驱动电流。此时，优选的是，对所取得的驱动电流执行滤波处理等，去除噪声。然后，ECU40根据所取得的驱动电流，确定驱动电流的电流波形，判定驱动电流的变化点(即，到达全升程位置的到达时)。例如，在驱动电流的斜率从负方向变化为正方向、且在正方向上的斜率成为规定以上的情况下，ECU40判定为是驱动电流的变化点。
ECU40根据步骤S16的判定结果，确定从喷射脉冲的输出开始到针33到达全升程位置为止所需要的所需期间，并根据确定的所需期间计算校正系数(步骤S17)。然后，结束燃料喷射处理。通过进行步骤S14～S16的处理，ECU40具有作为第二控制部的功能，该第二控制部实施升程位置判定处理并实施燃料喷射阀30的驱动控制。
接下来，根据图10对不实施升程位置判定处理的情况下(通常时)的驱动电流的变化与实施升程位置判定处理(全升程位置的判定)的情况下(以下，表示为判定时)的驱动电流的变化的不同进行说明。在图10中，用实线表示判定时的驱动电流的变化，用虚线表示通常时的驱动电流的变化。另外，由于通常时的驱动电流的变化与图4相同，因此省略说明。另外，在时刻ta1～ta3中，通常时的驱动电流的变化与判定时的驱动电流的变化相同。
在经过时刻ta3后，在时刻tb3，驱动电流成为判定用的电流阈值Ih1以下，作为电池电压的低电压V1被施加于燃料喷射阀30。即，由于判定用的电流阈值Ih1小于通常的电流阈值Ih，因此从高电压V2的施加停止到低电压V1的施加开始为止的施加停止期间(ta2～tb3)比通常时长。在这期间，驱动电流持续降低。
在施加低电压V1后，与通常时的情况相同，驱动电流的负方向的斜率变缓。然而，由于低电压V1的施加开始时的驱动电流较小，因此驱动电流的斜率的变化点处的驱动电流(时刻tb4处的驱动电流)也变小。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。
这样，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向反转，并且在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大，因此容易判定驱动电流的变化点。
另外，在针33到达全升程位置后，维持该全升程状态，继续燃料喷射。另外，在时刻ta5，当喷射脉冲变为断开时，停止向燃料喷射阀30的电压施加，驱动电流变为零。然后，伴随着燃料喷射阀30的线圈通电的停止结束针升程，与此相应地停止燃料喷射。
这样，在判定全升程位置时，通过减小到达全升程位置时的驱动电流，变得容易确定到达全升程位置前后的驱动电流的变化点。
另外，在不实施升程位置判定处理的通常时，优选的是，增大驱动电流，缩短直到到达时为止的时间。原因在于，在到达全升程位置前的中间升程的区域中，因燃料喷射阀30的个体差而升程量不同，喷射量的个体偏差变大。
根据上述，能够起到以下的优异的效果。
在不实施升程位置判定处理的通常时，为了缩短到达全升程位置为止的时间并抑制个体偏差，优选增大到达全升程位置时的驱动电流。然而，在增大了到达全升程位置时的驱动电流的情况下，在到达全升程位置前后驱动电流的斜率的方向未必适当地反转，并且，在到达全升程位置后驱动电流的斜率未必在正方向上变大。因此，存在到达全升程位置前后的驱动电流的变化点的判定精度较差的情况。
因此，ECU40在实施升程位置判定处理(全升程位置的判定)的情况下，与不实施的情况相比，以使针33达到全升程位置时的驱动电流变小的方式控制燃料喷射阀30的驱动电流。由此，到达全升程位置前后的驱动电流的斜率的方向适当地反转，并且，其变化也变得陡峭。
即，如数式(1)、(2)、图8所示，在到达全升程位置时的驱动电流存在于规定的电流范围X的情况下，在到达全升程位置前后，驱动电流的斜率从负方向反转为正方向。因此，能够容易地确定用于确定驱动电流的变化点的基准(零或零附近的值)。另外，到达全升程位置时的驱动电流在规定的电流范围X内越接近下限X1，越能够使到达全升程位置后的驱动电流的斜率在正方向上变大，变得容易区分噪声与驱动电流的变化。
因此，在实施升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况相比，通过减小到达全升程位置时的驱动电流，能够容易判定达到全升程位置时的驱动电流的变化点，提高到达全升程位置时的判定精度(判定精度)。
ECU40在实施升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况相比，减小判定用的电流阈值Ih1。由此，能够使低电压V1的施加开始定时延迟，以使针33达到全升程位置时的驱动电流变小的方式进行控制。即，不变更电池51的电压V1、线圈31的电阻R、电感L，就能够减小达到全升程位置时的驱动电流。
(第二实施方式)
在第二实施方式中，开始施加低电压V1时的控制以及驱动参数等与第一实施方式不同。以下，以与第一实施方式不同的点为中心详细进行说明。
在第二实施方式中，在驱动参数中不存在电流阈值Ih，取而代之，包含施加开始时间，该施加开始时间表示从高电压V2的施加开始到低电压V1的施加开始为止的时间。关于施加开始时间，通常时与判定时均相同。
对第二实施方式中的开始施加低电压V1时的控制进行说明。在步骤S13或步骤S15中，驱动IC伴随着喷射脉冲的上升，施加高电压V2。然后，驱动IC在检测到的驱动电流成为由微机41设定的峰值Ip以上的情况下，停止高电压V2的施加。之后，驱动IC在从高电压V2的施加开始起经过了由微机41设定的施加开始时间的情况下，开始低电压V1的施加。然后，驱动IC伴随着喷射脉冲的下降，停止低电压V1的施加。
而且，在步骤S14中设定的判定用的驱动参数中的判定用的峰值Ip1小于通常的峰值Ip(在步骤S12中设定的峰值Ip)。即，在实施升程位置判定处理时，与不实施升程位置判定处理情况相比，高电压V2的施加停止定时提前。另一方面，从高电压V2的施加开始到低电压V1的施加开始为止的时间(施加开始时间)是一定的。因此，在实施升程位置判定处理时，与不实施升程位置判定处理的情况相比，施加停止期间变长。作为这些的结果，到达全升程位置时的驱动电流变小。
另外，关于判定用的峰值Ip1，若到达全升程位置时的驱动电流落入前述的电流范围X内，则也可以任意地变更。另外，关于判定用的峰值Ip1，若到达全升程位置时的驱动电流落入前述的电流范围X内，则优选较小。即，优选的是，尽可能减小判定用的峰值Ip1，以使到达全升程位置时的驱动电流成为接近电流范围X中的下限X1的值。
接下来，根据图11对通常时的驱动电流的变化与判定时的驱动电流的变化的不同进行说明。在图11中，用实线表示判定时的驱动电流的变化，用虚线表示通常时的驱动电流的变化。另外，由于通常时的驱动电流的变化与前述相同，因此省略说明。
在时刻ta1，伴随着喷射脉冲的上升，使电池电压升压后的高电压V2被施加于燃料喷射阀30。在时刻tc2，当驱动电流到达判定用的峰值Ip1时，停止高电压V2的施加。此时，在驱动电流到达判定用的峰值Ip1的定时、或其紧前的定时，开始针升程，伴随该针升程开始燃料喷射。
在从开始施加高电压V2起经过了施加开始时间的时刻ta3，作为电池电压的低电压V1被施加于燃料喷射阀30。高电压V2的施加停止定时提前，另一方面，从开始施加高电压V2起到开始施加低电压V1为止的时间(时刻ta1～ta3)是一定的。因此，判定时的施加停止期间(tc2～ta3)比通常时的施加停止期间(ta2～ta3)长。另外，在施加停止期间中，驱动电流持续降低。
在施加低电压V1后，与通常时的情况相同，驱动电流的负方向的斜率变缓。然而，伴随着峰值Ip1低且施加停止期间比通常时长，低电压V1的施加开始时的驱动电流比通常时小。其结果，在判定时，与通常时相比，驱动电流的斜率的变化点处的驱动电流(时刻tc4处的驱动电流)也变小。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。
根据上述第二实施方式，能够起到以下的优异的效果。
在实施全升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况下的峰值Ip相比，判定用的峰值Ip1被设定得较小。因此，实施全升程位置判定处理的情况与不实施的情况相比，高电压V2的施加停止较早地结束。
另一方面，不管有无升程位置判定处理，从高电压V2的施加开始到低电压V1的施加开始为止的时间(施加开始时间)是一定的。因此，实施全升程位置判定处理的情况与不实施的情况相比，施加停止期间变长，并且判定用的峰值Ip1也较小，因此低电压V1的施加开始时的驱动电流也变小。伴随于此，驱动电流的斜率的变化点的驱动电流(时刻tc4处的驱动电流)也比通常时小。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。因而，能够提高全升程位置的判定精度。
(第三实施方式)
在第三实施方式中，开始施加低电压V1时的控制以及驱动参数与第二实施方式不同。以下，以与第二实施方式不同的点为中心，详细进行说明。
在第二实施方式中，在驱动参数中不存在电流阈值Ih，包括表示从高电压V2的施加停止到低电压V1的施加开始为止的时间的停止时间。关于停止时间，通常时与判定时均相同。
对开始施加低电压V1时的控制进行说明。在步骤S13或步骤S15中，驱动IC伴随着喷射脉冲的上升，施加高电压V2。然后，驱动IC在检测到的驱动电流成为由微机41设定的峰值Ip以上的情况下，停止高电压V2的施加。之后，驱动IC在从高电压V2的施加停止起经过了由微机41设定的停止时间的情况下，开始低电压V1的施加。然后，驱动IC伴随着喷射脉冲的下降，停止低电压V1的施加。
接下来，根据图12对通常时的驱动电流的变化与判定时的驱动电流的变化的不同进行说明。在图12中，用实线表示判定时的驱动电流的变化，用虚线表示通常时的驱动电流的变化。另外，通常时的驱动电流的变化与前述相同，因此省略说明。
在时刻ta1，伴随着喷射脉冲的上升，使电池电压升压后的高电压V2被施加于燃料喷射阀30。在时刻td2，当驱动电流到达判定用的峰值Ip1时，停止高电压V2的施加。由于判定用的峰值Ip1小于通常的峰值Ip，因此高电压V2的施加停止定时提前。此时，在驱动电流到达判定用的峰值Ip1的定时、或其紧前的定时，开始针升程，伴随着该针升程开始燃料喷射。
在从停止施加高电压V2起经过了停止时间的时刻td3，作为电池电压的低电压V1被施加于燃料喷射阀30。另外，在停止时间中，驱动电流持续降低。
在施加低电压V1后，与通常时的情况相同，驱动电流的负方向的斜率变缓。然而，由于停止时间(时刻td2～td3)与通常时(时刻ta2～ta3)相同，并且判定用的峰值Ip1比通常时小，因此低电压V1的施加开始时的驱动电流比通常时小。其结果，驱动电流的斜率的变化点(到达全升程位置时)的驱动电流(时刻td4处的驱动电流)也变小。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。
根据上述第三实施方式，能够起到以下的优异的效果。
在实施全升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况下的峰值Ip相比，判定用的峰值Ip1被设定得较小。因此，在实施全升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况相比，高电压V2的施加停止较早地结束。
另一方面，不管有无升程位置判定处理，从高电压V2的施加停止到低电压V1的施加开始为止的停止时间是一定的。因此，在实施全升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况相比，施加停止期间是一定的并且比判定用的峰值Ip1也较小，因此低电压V1的施加开始时的驱动电流比通常时小。伴随于此，驱动电流的斜率的变化点的驱动电流(时刻td4处的驱动电流)也比通常时小。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率正方向变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。因而，能够提高全升程位置的判定精度。
(第四实施方式)
在第四实施方式中，主要在停止施加高电压V2后，施加反极性的电压，之后，施加低电压V1这一点与第一实施方式不同。以下，以与第一实施方式不同的点为中心，详细进行说明。
在第四实施方式中，电压切换电路43构成为，能够以反极性对线圈31施加高电压V2，作为对各气缸21的燃料喷射阀30施加的驱动用电压。另外，在第四实施方式中，方便起见，将以反极性施加高电压V2表示为施加回扫(fly back)电压V3。
在本实施方式中，在驱动参数中不存在电流阈值Ih，取而代之，设定有回扫电压V3的施加时间。而且，在通常时的驱动参数中，将回扫电压V3的施加时间设定为零。另一方面，在判定时的驱动参数中，将回扫电压V3的施加时间设定为比零大的值。另外，关于回扫电压V3的施加时间，也可以任意地变更，但优选判定时的回扫电压V3的施加时间比通常时的回扫电压V3的施加时间长。
接下来，对步骤S15的处理内容进行说明。在步骤S15中，驱动IC伴随着喷射脉冲的上升，施加高电压V2。然后，驱动IC在检测到的驱动电流成为由微机41设定的峰值Ip以上的情况下，停止高电压V2的施加，并且施加回扫电压V3。
之后，驱动IC在从回扫电压V3的施加开始起经过了由微机41设定的施加时间的情况下，停止回扫电压V3的施加。然后，驱动IC在从高电压V2的施加停止起经过一定时间后，开始低电压V1的施加。另外，从高电压V2的施加停止到低电压V1的施加开始为止的时间设定为，至少比回扫电压V3的施加时间长。然后，驱动IC伴随着喷射脉冲的下降，停止低电压V1的施加。
另外，步骤S13也相同，但回扫电压V3的施加时间较短(在本实施方式中为不施加)这一点与步骤S15不同。
接下来，根据图13对通常时的驱动电流的变化与判定时的驱动电流的变化的不同进行说明。在图13中，用实线表示判定时的驱动电流的变化，用虚线表示通常时的驱动电流的变化。另外，通常时的驱动电流的变化与前述相同，因此省略说明。
在时刻ta1，伴随着喷射脉冲的上升，使电池电压升压后的高电压V2被施加于燃料喷射阀30。在时刻ta2，当驱动电流到达峰值Ip时，停止高电压V2的施加。此时，在驱动电流到达峰值Ip的定时或其紧前的定时，开始针升程，伴随着该针升程开始燃料喷射。
从停止施加高电压V2的时刻ta2起，施加回扫电压V3。由于回扫电压V3与高电压V2以及低电压V1的极性相反，因此进行升程位置判定处理的情况，与不进行升程位置判定处理的情况相比，驱动电流的负方向的斜率变大。
在经过了回扫电压V3的施加时间的时刻te3，停止回扫电压V3的施加。通过停止回扫电压V3的施加，产生反电动势，驱动电流暂时上升。
在从高电压V2的施加停止起经过了一定时间的时刻ta4，作为电池电压的低电压V1被施加于燃料喷射阀30。在施加低电压V1后，驱动电流缓慢降低。
然而，由于施加了回扫电压V3，低电压V1的施加开始时的驱动电流比通常时小。其结果，驱动电流的斜率的变化点的驱动电流(时刻te4处的驱动电流)也比通常时小。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。
根据上述第四实施方式，能够起到以下的优异的效果。
在停止施加高电压V2后，施加与高电压V2以及低电压V1极性相反的回扫电压V3，之后，施加低电压V1。然后，ECU40在实施升程位置判定处理的情况下，与不实施的情况相比，使回扫电压V3的施加时间(施加期间)变长。因此，减小低电压V1的施加开始时的驱动电流，伴随于此，能够减小驱动电流的斜率的变化点(到达全升程位置时)的驱动电流。因此，在到达全升程位置后，驱动电流的斜率在正方向上变大。另外，在到达全升程位置前后，驱动电流倾斜的方向适当地反转。因而，能够提高全升程位置的判定精度。
在回扫电压V3的施加结束时，产生反电动势而电流波形出现暂时紊乱。因此，ECU40通过在从回扫电压V3的施加结束起经过规定期间后实施全升程位置的判定，提高了判定精度。
(其他实施方式)
本公开并不限定于上述实施方式，例如也可以如以下那样实施。另外，以下，在各实施方式中对相互相同或等价的部分赋予相同的附图标记，对相同的附图标记的部分援引其说明。
在上述实施方式中，ECU40(微机41)兼备作为在不实施升程位置判定处理的情况下实施燃料喷射阀30的驱动控制的第一控制部的功能、以及作为实施升程位置判定处理并实施所述燃料喷射阀30的驱动控制的第二控制部的功能。作为其另一例，也可以对第一控制部与第二控制部分别设置ECU(微机)。
在上述第四实施方式中，也可以与低压电源部45以及高压电源部46分开地设置施加回扫电压V3的电源部(第三电源部)。
在上述第四实施方式中，也可以构成为能够变更回扫电压V3的大小。在该情况下，也可以设为，能够将判定时的回扫电压V3设定得比通常时的回扫电压V3大。若在判定时使回扫电压V3增大，则回扫电压V3的施加时间也可以相同的。
在上述实施方式中，也可以在施加低电压V1时，进行占空比控制，周期性地重复接通断开。在该情况下，优选以如下方式进行控制：在到达全升程位置后，周期性地重复接通断开，以使驱动电流落入规定范围。
另外，在实施升程位置判定处理的情况下，优选的是，稳定地施加电压。因此，即使构成为能够进行占空比控制，但在实施升程位置判定处理的情况下，ECU40也可以继续施加低电压V1(也可以设为占空比100％)。
在上述第一实施方式或上述第四实施方式中，ECU40也可以使判定时的峰值Ip小于通常时的峰值Ip。由此，在判定时，能够更加迅速地降低驱动电流。
也可以将上述第一实施方式～第三实施方式与第四实施方式组合。即，ECU40也可以在停止施加高电压V2后，施加回扫电压V3。由此，在判定时，能够更加迅速地降低驱动电流。
在上述第四实施方式中，ECU40也可以停止施加回扫电压V3，并且开始低电压V1的施加。即使在该情况下，也优选从停止施加回扫电压V3起经过规定时间后，到达全升程位置。由此，能够抑制反电动势的影响。
上述实施方式的ECU40在升程位置判定处理中，根据驱动电流的斜率(驱动电流的一次微分)，对全升程位置进行了判定，但也可以采用其他判定方法。例如，也可以采用根据驱动电流的斜率的变化(驱动电流的二次微分)进行判定的方法、根据与基准波形的差分进行判定的方法、或根据规定期间内的驱动电流的采样值的偏差指标进行判定的方法等。
在上述实施方式的步骤S11中，也可以不判定是否允许全升程位置的判定。即，ECU40也可以在请求全升程位置的判定的情况下，移至步骤S14。
在上述实施方式中，采用了以下校正方法：计算与喷射时间(喷射脉冲宽度)相乘的校正系数，并根据校正系数校正喷射时间，但也可以采用除此之外的校正方法。例如，也可以采用如下校正方法：计算对喷射时间(喷射脉冲宽度)进行加法运算或减法运算的校正值，根据校正值对喷射时间进行加法运算或减法运算。另外，也可以是校正喷射时间以外的驱动参数的校正方法。例如，也可以是变更峰值Ip、电流阈值Ih的校正、变更高电压V2、低电压V1的校正、变更高电压V2的施加停止定时或低电压V1的施加开始定时的校正等。总之，只要考虑到达全升程位置的定时与基准定时的偏差而进行校正即可。
虽然本公开遵照实施例进行了描述，但可理解为本公开是不限于该实施例和构造的发明。本公开也包含各种变形例或等价范围内的变形。除此之外，各种组合及方式、进而是在它们之中包含仅一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合及方式也落入本公开的范畴和思想范围内。

Claims (8)

1.一种燃料喷射控制装置(40)，应用于燃料喷射系统，该燃料喷射系统具备：第一电源部(46)；第二电源部(45)，电源电压比所述第一电源部的电源电压小；燃料喷射阀(30)，通过来自这些各电源部的电力供给而驱动；以及电流检测部(44)，检测所述燃料喷射阀的驱动电流，
在所述燃料喷射阀驱动的情况下，先对所述燃料喷射阀进行基于所述第一电源部的电压施加，之后进行基于所述第二电源部的电压施加，另一方面，在基于所述第一电源部的电压施加后，根据由所述电流检测部检测到的驱动电流的变化，实施判定所述燃料喷射阀的阀芯已达到规定升程位置的升程位置判定处理(S16)，其中，所述燃料喷射控制装置(40)具备：
第一控制部(40)，在不实施所述升程位置判定处理的情况下实施所述燃料喷射阀的驱动控制；以及
第二控制部(40)，实施所述升程位置判定处理并实施所述燃料喷射阀的驱动控制，
所述第二控制部将所述燃料喷射阀的驱动电流控制成，与实施基于所述第一控制部的驱动控制时相比，所述阀芯达到规定升程位置时的驱动电流变小。
2.如权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述第二控制部以使所述阀芯达到规定升程位置时的驱动电流在规定的电流范围内变小的方式，控制所述燃料喷射阀的驱动电流。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其中，
在所述燃料喷射阀驱动的情况下，基于所述第二电源部的电压施加，根据在进行基于所述第一电源部的电压施加之后所述燃料喷射阀的驱动电流降低至规定的阈值这一情况而进行，
所述第二控制部与进行基于所述第一控制部的驱动控制的情况相比，减小所述阈值。
4.如权利要求1～3中任一项所述的燃料喷射控制装置，其中，
在所述燃料喷射阀驱动的情况下，基于所述第二电源部的电压施加，根据在进行基于所述第一电源部的电压施加之后经过了规定时间这一情况而进行，
所述第二控制部与进行基于所述第一控制部的驱动控制的情况相比，延长所述规定时间。
5.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其中，
在所述燃料喷射阀驱动的情况下，基于所述第一电源部的电压施加进行到所述燃料喷射阀的驱动电流上升至规定的峰值为止，基于所述第二电源部的电压施加，根据在开始基于所述第一电源部的电压施加后经过了规定时间这一情况而进行，
所述第二控制部与进行基于所述第一控制部的驱动控制的情况相比，减小所述峰值。
6.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其中，
在所述燃料喷射阀驱动的情况下，基于所述第一电源部的电压施加进行到所述燃料喷射阀的驱动电流上升至规定的峰值为止，基于所述第二电源部的电压施加，根据在结束基于所述第一电源部的电压施加后经过了规定时间这一情况而进行，
所述第二控制部与进行基于所述第一控制部的驱动控制的情况相比，减小所述峰值。
7.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其中，
在所述燃料喷射阀驱动的情况下，在进行基于所述第一电源部的电压施加之后、进行基于所述第二电源部的电压施加之前，由第三电源部施加与所述第一电源部以及所述第二电源部极性相反的电压，
所述第二控制部与进行基于所述第一控制部的驱动控制的情况相比，延长进行基于所述第三电源部的电压施加的期间、或增大所述第三电源部施加的电压。
8.如权利要求7所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述第二控制部在从基于所述第三电源部的电压施加结束起经过规定期间后，实施所述规定升程位置的判定。
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