CN1708637A - 燃料喷射方法 - Google Patents

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Abstract

根据本装置，在通常运转时，在燃料喷射用螺线管的驱动电流为关断的状态(步骤S11)下，检测电流成分被输入到A/D转换器，存储此值(步骤S12)。此后，使驱动电流为导通(步骤S13)。等待经过一定时间之后(步骤S14)，检测A/D转换器的输入电压(步骤S15)。然后，计算从输入电压减去偏置电压的电流差值(偏置成分)(步骤S16)，根据跨度修正值进行电流跨度调整(步骤S17)，计算出脉冲宽度电流修正值之后(步骤S2a)，基于此脉冲宽度电流修正值计算驱动脉冲宽度(步骤S2b)，供给螺线管。由此，能够除去燃料喷射用的螺线管的电流检测时产生的偏置成分，能正确地修正燃料喷射量。

Description

燃料喷射方法
技术领域
本发明涉及用于对发动机等提供燃料的电子控制式的燃料喷射方法，特别涉及不会受到电源电压的变动和构成燃料喷射装置的螺线管的线圈电阻等的变动的影响，正确地进行燃料喷射的燃料喷射方法。
背景技术
第8图是为了说明以往的基于电源电压进行修正类型的燃料喷射装置的控制结构的图。在这种类型的控制结构中，在电源端子11施加的电源电压VB经由电源电压输入电路12被输入到ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的微型计算机13中。
微型计算机13在电源电压VB低时，向FET驱动电路15输出使FET14的导通期间变长这样的波形的脉冲。由此，在螺线管16中，线圈电流流动的时间变长，燃料喷射时间变长。在电源电压VB高时，与此相反，则以通过使燃料喷射时间变短，燃料喷射量为一定这样的方式进行控制。在FET14从导通切换为关断之后，在螺线管16中流动的电流经由二极管17流向齐纳二极管18，FET14的漏电压变为和齐纳二极管18的电压相同，因此消耗电力，燃料喷射变为停止。
第9图是为了说明以往的进行恒流控制类型的燃料喷射装置的控制结构的图。在这种类型的控制结构中，由电源电压检测电路21检测施加在电源端子11上的电源电压VB的同时，通过附加了电流检测用的电流检测用电阻22以及电流检测电路23检测线圈电流。然后，由微型计算机13以及恒流驱动电路24使线圈电流不随电压电压VB的变动而变化这样进行控制。
作为检测上述电源电压的变动，修正燃料喷射量的以往技术，例如，下述的专利文献1中有记载。另外，作为检测电源电压的同时，检测在螺线管中流动的驱动电流，修正燃料喷射量的以往技术，例如下述的专利文献2中有记载。
专利文献1：特开昭58-28537号公报；
专利文献2：特开2002-4921号公报。
但是，在基于第8图所示的电源电压VB进行修正的控制结构中，在构成螺线管16的线圈的温度上升的情况下，其线圈的电阻值变化，由于即使电源电压VB相同，线圈电流也产生变化，所以正确地修正燃料喷射量是困难的。
但是，虽然根据如图9所示的进行恒流控制的构成，即使线圈温度上升，也能控制线圈电流为恒定，但存在为此的控制电路的复杂化带来部件数增加和软件处理增加的缺点。
接着，第10图是表示了第9图中所示的电流检测电路23的内部电路的图。另外，第11图是为了说明在电流检测时偏置电压的影响的图。如图所示，在检测驱动电流时，生成电流检测电路23的电位差(电流检测用电阻22和电流检测电路23间的偏置电压：Vinoffset)、电流检测电路23的运算放大器25具有的偏置电压(Vopoffset)、微型计算机13内部的A/D转换器26所具有的偏置电压(Vadoffset)。此时，电流检测用电阻22和电流检测电路23间的偏置电压(Vinoffset)以及电流检测电路23的运算放大器25所具有的偏置电压(Vopoffset)对应于运算放大器25的放大率，其值被放大。
因此，如图11所示，在A/D转换器26中输入的电压(Vadin)是除了真正的驱动电流成分的电压(Vadini)，还加上偏置成分的电压(Vadinoffset)的值。此偏置成分的电压(Vadinoffset)对于全部电压来说，占有不可忽视的比例，成为使电流检测精度下降、正确的燃料喷射控制的妨碍。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而进行的发明，目的在于提供一种能够去除在燃料喷射用的螺线管的电流检测时产生的偏置成分，能正确地修正燃料喷射量的燃料喷射方法。
为了解决上述问题，达到目的，关于发明方式一的燃料喷射方法包括：开始燃料喷射用的螺线管的驱动的步骤、检测所述螺线管驱动开始前的线圈电流值的步骤、检测所述螺线管驱动时的线圈电流值的步骤、计算所述螺线管驱动时的线圈电流值和所述螺线管驱动开始前的线圈电流值之间的电流差值的步骤、基于所述检测的电流差值，修正驱动所述螺线管的驱动脉冲宽度的步骤和停止所述螺线管的驱动的步骤。
根据本发明方式一，每次驱动螺线管，求出每次驱动开始前后的电流差值，能够检测电流检测时产生的偏置成分，能够除去此偏置成分，正确地修正驱动脉冲宽度。
另外，本发明方式二的燃料喷射方法，在方式一的燃料喷射方法中，能够采用包括计算所述电流差值之后，基于预先决定的跨度修正值，调整电流跨度值的步骤，基于所述的经过调整的电流跨度值，修正所述驱动脉冲宽度的构成。
根据本发明方式二，能适当设定电流跨度值，能高精度地进行驱动脉冲宽度的修正。
另外，关于本发明方式三的燃料喷射方法在方式一或二中所述的燃料喷射方法中，能够采用每次驱动所述螺线管，通过执行检测所述螺线管的驱动开始前的线圈电流值的步骤，在每次所述螺线管驱动时，修正所述驱动脉冲宽度的构成。
根据本发明方式三，每次螺线管驱动时，能够达到除去此时产生的偏置成分，这样除去温度漂移等的影响，达到能长期安定地进行驱动脉冲宽度的修正。
另外，关于本发明方式四的燃料喷射方法在方式二或三中所述的燃料喷射方法中，能够采用包括在产品调整时，计算所述跨度修正值的跨度修正值计算步骤，该跨度修正值计算步骤在向所述螺线管流动恒电流前后，基于分别检测的线圈电流值，计算所述跨度修正值的构成。
根据本发明方式四，能对每个装置求出不同的电流跨度值，利用适合于各个装置的电流跨度值，能更加高精度地进行驱动脉冲宽度的修正。
另外，关于本发明方式五的燃料喷射方法在方式四中所述的燃料喷射方法中，包括在可改写的存储装置中存储所述计算的跨度修正值的步骤。
根据本发明方式五，在装置出厂时等，通过在存储装置中存储跨度修正值，能对每个装置使各个装置以适当的状态具有不同的电流跨度，能在出厂后立即进行最适当的偏置修正。
附图说明
第1图是表示适用了关于本发明的燃料喷射方法的电磁式燃料喷射泵系统的概略构成的图。
第2图是为了说明适用了关于本发明的实施方式的燃料喷射方法的电磁式燃料喷射泵系统的控制结构的图。
第3图是表示适用了关于本发明的实施方式的燃料喷射方法的电磁式燃料喷射泵系统中所要求的驱动脉冲、线圈电流以及驱动脉冲输出的各个波形的波形图。
第4图是表示关于偏置修正处理的数据处理的全部流程的流程图。
第5图是表示在通常运转时的驱动电流修正处理的流程图。
第6图是为了说明驱动电流(线圈电流)为关断时，在A/D转换器中输入的偏置电压的图。
第7图是表示电流跨度的修正值计算处理的流程图。
第8图是为了说明以往的基于电源电压进行修正类型的燃料喷射装置的控制结构的图。
第9图是为了说明以往的进行恒流控制类型的燃料喷射装置的控制结构的图。
第10图是描述第9图所示的电流检测电路的内部电路的图。
第11图是为了说明电流检测时偏置电压的影响的图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照附图的同时进行详细说明。首先，对于适用了关于本发明的燃料喷射方法的电磁式燃料喷射泵系统的构成进行说明。第1图是表示适用了关于本发明的燃料喷射方法的电磁式燃料喷射泵系统的概略构成的图。
如第1图所示，电磁式燃料喷射泵系统作为其基本构成包括：作为压送燃料箱31内的燃料的电磁驱动泵的柱塞泵32、具有由柱塞泵32通过压送使加压到规定压力的燃料通过的孔部的入口孔喷嘴33、通过了入口孔喷嘴33的燃料在规定压力以上时(发动机的)，向吸气通路内喷射的喷射嘴34、基于发动机的运转信息以及柱塞泵32的螺线管中流动的线圈电流值，向柱塞泵32等发送控制信号的驱动前置放大器35以及控制单元(ECU)36等。
第2图是用于说明适用了关于本发明的实施方式的燃料喷射方法的电磁式燃料喷射泵系统的控制结构的图。在第2图中，螺线管16构成柱塞泵32。作为为了驱动此螺线管16的开关元件，在驱动前置放大器35中包括例如N沟道FET14、FET驱动电路15、电源电压检测电路21、电流检测用电阻22、电流检测电路23、二极管17以及齐纳二极管18。
齐纳二极管18是在FET14从导通变为关断时，使FET14的漏电压和齐纳二极管18的电压相同，消耗螺线管电流的装置。微型计算机13包括在控制单元36中。
电源电压检测电路21检测电源电压VB，将其检测值提供给微型计算机13。螺线管16的一端和施加电源电压VB的电源端子11相连。螺线管16的另外一端和FET14的漏极相连的同时，经由二极管17以及齐纳二极管18和FET14的栅极相连。对FET14的栅极提供基于从微型计算机13输出的控制信号在FET驱动电路15中生成的驱动脉冲。
FET14的源极经由电流检测用电阻22接地。如果FET14根据驱动脉冲变为导通状态，电流(线圈电流)从电源端子11经由螺线管16、FET14以及电流检测用电阻22流向接地端子，驱动螺线管16。流过电流检测用电阻22的电流的大小作为电压信号被输入到电流检测电路23，因此对应于输入电压的电流值被检测。从电流检测电路23输出的检测信号被输入到微型计算机13，通过所述的A/D转换器26变换为数字信号，执行修正驱动脉冲的处理。还有，电流检测电路23的内部构成和所述第10图的构成相同，省略其说明。
对于根据上述构成的电磁式燃料喷射泵的喷射量的修正概要进行说明。检测燃料喷射用的螺线管16驱动时的线圈电流值，基于此检测值，进行FET14的导通期间的调节，即成为进行驱动脉冲宽度的修正的构成。第3图是表示为了说明此驱动脉冲宽度的修正原理，由要求燃料喷射量所要求的驱动脉冲(以下作为要求驱动脉冲)51、线圈电流52以及实际输出的驱动脉冲(以下作为驱动脉冲输出)53的各波形的波形图。
在第3图中，Pw是要求驱动脉冲51的脉冲宽度，即螺线管的要求驱动脉冲宽度，Tr是从螺线管16的驱动开始后为了检测线圈电流52的值而预先设定的时间，Ir是线圈电流52的检测值，Pr是基于线圈电流的检测值Ir、求出的脉冲宽度的修正值，Pout是驱动脉冲输出53的脉冲宽度。
如第3图所示，和要求驱动脉冲51的上升沿同步，驱动脉冲输出53上升，由此线圈电流52开始流动。然后在线圈电流检测的设定时间Tr(没有特别限定，例如经过了2ms的时刻)，检测线圈电流52的检测值Tr。利用此检测值Ir和要求驱动脉冲宽度Pw，求出驱动脉冲的修正值Pr。基于此修正值Pr修正要求驱动脉冲宽度Pw，实际上脉冲宽度Pout的驱动脉冲被提供给FET14。
此处，Ir和Pw以及Pr的关系通过预先实验等求出，存储在微型计算机13内的非易失性存储器中。
接着，对于微型计算机13执行的偏置修正处理进行说明。第4图表示关于偏置修正处理的数据处理全部流程的流程图。得到由发动机燃料量的计算处理(步骤S1)所得到的燃料喷射量(要求驱动脉冲51的脉冲宽度Pw)。此后，通过驱动电流(线圈电流)52的检测，执行驱动电流修正处理(步骤S2)，得到电流被修正了的驱动脉冲宽度(驱动脉冲输出53的脉冲宽度Pout)。然后，驱动电流52在执行以下说明的偏置修正处理之后，执行驱动电流修正处理(步骤S2)这样进行。
第5图表示通常运转时，驱动电流修正处理的流程图。首先，在驱动脉冲输出53的驱动电流为关断的状态下(步骤S11)，检测电流成分(偏置成分Vadinoffset)64被输入到A/D转换器26中，此值被存储在图中未表示的存储器中(步骤S12)。
第6图是为了说明驱动电流(线圈电流)为关断时，A/D转换器26中输入的偏置电压的图。如图所示，生成电流检测电路23的偏置电压(Vinoffset)、运算放大器25具有的输入偏置电压(Vopoffset)、微型计算机13内部的A/D转换器26具有的偏置电压(Vadoffset)。此时，电流检测用电阻22和电流检测电路23之间的偏置电压(Vinoffset)以及电流检测电路23的运算放大器25所具有的偏置电压(Vopoffset)，和运算放大器25的放大率相对应，值被放大。在A/D转换器26中输入的电压(Vadin)是由这些全部偏置成分的电压(Vadinoffset)组成。
此后，使驱动电流为导通(步骤S13)，等待经过一定时间(第3图所示的设定时间Tr)(步骤S14)，检测A/D转换器26的输入电压(Vadin)65(步骤S15)。然后，基于在存储器中存储的偏置成分的电压(Vadinoffset)和输入电压(Vadin)，利用下面公式(1)计算第11图所示的真正的驱动电流成分的电压(Vadini)66(步骤S16)。
Vadini＝Vadin-Vadinoffset...(1)
此后，利用作为预先在存储器中存储的规定系数的跨度(span)修正值(Kspan)67，通过下面公式(2)进行电流跨度调整(步骤S17)。
Vadins＝Vadin×Kspan...(2)
电流跨度调整后的值(Vadins)作为驱动电流52被输出到驱动电流修正处理(第4图的步骤S2)。在驱动电流修正处理(步骤S2)中，计算脉冲宽度电流修正值之后(步骤S2a)，基于此脉冲宽度电流修正值，计算驱动脉冲宽度(Pout)(步骤S2b)，提供给螺线管16。从驱动开始经过此驱动脉冲宽度(Pout)的时间之后，关断驱动脉冲输出53(步骤S20)。
根据上述的偏置修正处理，为了在螺线管16的驱动为关断时检测偏置成分，在螺线管16驱动时，能够除去偏置成分，计算出正确的驱动脉冲宽度。另外，上述的处理和螺线管16驱动同步，能在每次驱动关断时，进行偏置检测，所以每次螺线管16驱动时，能除去此偏置成分。
接着，对于电流跨度成分的计算处理进行说明。通过上述处理，被偏置修正了的驱动电流对于电流跨度没有进行处理。对于在实际的电路中跨度修正的影响进行说明。跨度的影响主要是由电流检测用电阻(Ri)22的误差支配的，如果此电阻值的误差为±2％，其误差直接地、作为跨度误差出现。因此，预先在装置出厂时等，在产品衬底的调整时测量跨度调整值，存储在非易失性存储器中。在上述通常运转时，读出此调整值，修正驱动电流的电流跨度。
第7图是表示电流跨度的修正值计算处理的流程图。首先，驱动电流为关断时(步骤S21)，输入到A/D转换器26中的检测电流成分(偏置成分Voffset)的值被存储到图中未表示的存储器中(步骤S22)。接着，以一定的电流基准值(V1a，参照第4图)68，使驱动电流68为导通(步骤S23)。作为此时的驱动电流例如流动1A。
然后，等待经过一定时间之后(步骤S24)，检测A/D转换器26的输入电压(Vadinla)69(步骤S25)。然后，基于在存储器中存储的偏置电压(Voffset)和输入电压(Vasinla)，利用下面公式(3)计算驱动电流成分(Vadinlas)(步骤S26)。
Vasinlas＝Vadinla-Voffset...(3)
此后，利用上述电流基准值(V1a)68和上述公式(3)的结果(Vadinlas)，通过下面公式(4)计算跨度修正值67(系数)(步骤S27)。
Kspan＝V1a/Vadinlas...(4)
将计算出的跨度修正值(Kspan)67被存储在可改写的存储器中、例如EEPROM等中。此跨度修正值(Kspan)67在所述通常驱动时，被从存储器中读出(第5图的步骤S17)，调整电流跨度。
这样在产品出厂时等，在制造线上调整产品的衬底时，通过写入EEPROM等的非易失性存储器中，能对每个产品保存适合于不同特性的跨度修正值，能够除去偏置，提高性能。
根据以上说明的此发明的实施方式，在产品出厂时，能设定保存适合于装置的电流跨度值。螺线管16的驱动为关断时，能检测偏置成分并将其存储。由此，在螺线管16驱动时，基于这些电流跨度值和偏置成分，从检测出的电流值中除去偏置成分，能计算出正确的驱动脉冲宽度。另外，由于上述的处理和螺线管16的驱动同步，每次驱动关断时，检测偏置，所以和偏置电压的电压漂移和随时间变化相对应，能消除这些影响。
利用第10图的电路构成说明在上述构成中偏置电压的具体数值。设运算放大器25的偏置电压(Vopoffset)为7mV，微型计算机13的A/D转换器26的输入偏置电压(Vadoffset)为20mV时，输入到微型计算机13的电压(由A/D转换器26进行A/D转换后的电压换算值)为
Vd＝Vini×(1+R2/R1)±7mV×(1+R2/R1)±20mV
此处，R1＝1kΩ，R2＝18kΩ，电流检测电路23的电位差(Vinoffset)＝0。
如果驱动电流(线圈电流)为Idcp，则
Vini＝Idcp×Ri
(Ri＝电流检测用电阻22)
此处，Ri＝22mΩ。此时，驱动电流和A/D转换器26中输入的电压换算值Vd为下表1所示的数值。
(表1)
Idcp(A) Vd(V) 偏置电压(V) 误差(％)
 2.03.04.06.0   0.8361.2541.6722.504 ±0.153±0.153±0.153±0.153 ±18.3±12.2±9.2±6.1
在此表中所示的计算值中，如果分别进行偏置修正，作为螺线管16为关断时的电压，上述偏置电压被输入，此值通过微型计算机13的运算处理被消除(偏置除去)，误差变为0。
(在工业上的应用可能性)
根据本发明，因为是每次修正燃料喷射用的螺线管的驱动脉冲宽度时，将螺线管的驱动关断时输入的螺线管电流值作为偏置成分检测出，螺线管驱动时进行偏置修正的构成，所以能够除去用于电流检测电路的运算放大器等的偏置电压的影响，得到正确的电流值，发挥能够高精度地修正驱动脉冲宽度的效果。
另外，如果是每次螺线管的驱动关断时偏置检测的构成，具有能够消除由于温度等随时间变化产生的漂移的影响的效果。另外，通过在预先衬底调整时等，计算电流跨度修正值，能设定适合于每台装置的特性的适当电流跨度，具有能以更高精度修正驱动脉冲宽度这样的效果。

Claims (5)

1、一种燃料喷射方法，其特征在于，包括：
开始燃料喷射用的螺线管的驱动的步骤；
检测所述螺线管驱动开始前的线圈电流值的步骤；
检测所述螺线管驱动时的线圈电流值的步骤；
计算所述螺线管驱动时的线圈电流值和所述螺线管驱动开始前的线圈电流值之间的电流差值的步骤；
基于所述检测出的电流差值，修正驱动所述螺线管的驱动脉冲宽度的步骤；
停止所述螺线管的驱动的步骤。
2、根据权利要求1所述的燃料喷射方法，其特征在于，
包括在计算所述电流差值之后，基于预先决定的跨度修正值，调整电流跨度值的步骤；
基于所述调整后的电流跨度值，修正所述驱动脉冲宽度。
3、根据权利要求1或2所述的燃料喷射方法，其特征在于，
在每次所述螺线管驱动时，通过执行检测所述螺线管驱动开始前的线圈电流值的步骤，在每次所述螺线管驱动时，修正所述驱动脉冲宽度。
4、根据权利要求2或者3所述的燃料喷射方法，其特征在于，
包括在产品调整时，计算所述跨度修正值的跨度修正值计算步骤；
该跨度修正值计算步骤，基于在所述螺线管中流过一定电流的前后分别检测出的线圈电流值，计算所述跨度修正值。
5、根据权利要求4所述的燃料喷射方法，其特征在于，包括：
将所述计算出的跨度修正值存储在可改写的存储装置中的步骤。
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