專利名稱：燃料噴射控制方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于向發(fā)動機等供給燃料的電子控制式的燃料噴射控制方法及其控制裝置，具體地說涉及排除因電源電壓變化、溫度變化等而產(chǎn)生的用于燃料噴射的螺線管的線圈電阻值等變化的影響，正確地噴射出發(fā)動機所需燃料噴射量的燃料噴射控制方法及控制裝置。
背景技術(shù)：
對于包括兩輪車在內(nèi)的機動車發(fā)動機等，恰當且適宜地供給時刻變化的燃料噴射需求量是影響內(nèi)燃機裝置性能的極重要因素。因此，以往一直根據(jù)發(fā)動機吸入空氣的溫度及電池電壓，對發(fā)動機開始時的燃料噴射時間進行修正。(特開昭58-28537號公報)。
圖18是用于說明檢測這樣的電源電壓的、以往的燃料噴射裝置的控制電路的具體示例。在這里，鑒于電源電壓(電池電壓)變化會引起由燃料噴射裝置噴射的單位時間內(nèi)燃料噴射量的變化，根據(jù)電源電壓值調(diào)整燃料噴射時間。即，通過電源電壓輸入電路12將加在電源端11的電源電壓VB輸入到EUC(Electronic Control Unit)的微電腦13。并且在電源電壓VB較低時，微電腦13會將延長了FET14開啟時間的驅(qū)動脈沖向FET驅(qū)動電路15輸出，調(diào)整延長螺線管16的驅(qū)動時間(燃料噴射時間)。反之，電源電壓VB較高時，將縮短FET14開啟時間的驅(qū)動脈沖向FET驅(qū)動電路15輸出，調(diào)整縮短螺線管16的驅(qū)動時間。由此可以使燃料噴射量在不受電源電壓變化影響的情況下，對所需恰當量燃料的供給進行控制。
此外，以往一直對燃料噴射螺線管的驅(qū)動電流采取穩(wěn)流處理。圖19表示以往恒定電流控制類型的燃料噴射裝置的控制電路。此電路在通過電源電壓檢測電路21對加在電源端11上的電源電壓VB進行檢測的同時，也通過用于檢測電流的附加電阻22及電流檢測電路23檢測線圈電流。同時，根據(jù)電源電壓VB的變化，通過微電腦13及恒定電流控制電路24控制線圈電流，使其不發(fā)生變化。
而且，檢測電磁線圈溫度對應(yīng)的燃料溫度，設(shè)定用于根據(jù)該燃料溫度和電池電壓，修正燃料噴射閥門的動作延遲的修正脈沖寬度，并將向發(fā)動機供給的燃料量對應(yīng)的有效噴射脈沖寬度加上上述修正脈沖寬度，得到最終的噴射脈沖寬度(特開平8-4575號公報)。
此外，雖然不用于調(diào)整面向內(nèi)燃機裝置的燃料噴射量，但為了穩(wěn)定內(nèi)燃機裝置空轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)速度，向繞過(bypass)用于檢測內(nèi)燃機裝置的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、向內(nèi)燃機裝置送入空氣的節(jié)流閥門(throttle)(擠壓閥門)的旁路通路的開口面積調(diào)整裝置發(fā)送控制信號，以檢測上述開口面積調(diào)整裝置的實際驅(qū)動電流，并根據(jù)該驅(qū)動電流的檢測結(jié)果，將上述開口面積調(diào)整裝置開始動作后算出的上述控制信號的修正量傳送到用于修正預(yù)先算出的上述開始動作前的控制信號的內(nèi)燃機裝置的空轉(zhuǎn)控制裝置(特開平9-126023號公報)。
但是，例如圖18所示，在基于電源電壓值對燃料噴射時間進行修正的控制方法中，在構(gòu)成螺線管16的線圈溫度上升的情況下，此線圈電阻值發(fā)生變化，即使電源電壓VB不發(fā)生變化，只有線圈電流發(fā)生變化，按所需的燃料噴射量進行恰當?shù)毓┙o也是很困難的。這是由于螺線管16在單位時間內(nèi)的燃料噴射量隨線圈電流值發(fā)生了變動的緣故。
因此，如圖19所示，考慮用恒定電流驅(qū)動螺線管16時，包括螺線管16的動作開始時間等在內(nèi)的動作特性都隨溫度不同產(chǎn)生很大變動，由此造成的控制電路或軟件處理的復(fù)雜化，也將隨之引起高成本化的問題。并且，螺線管的驅(qū)動電流有根據(jù)螺線管自身的電感變化從驅(qū)動開始時刻起慢慢增大的特性，所以所謂的螺線管驅(qū)動電流穩(wěn)定化僅僅意味著驅(qū)動電流的限制(最大電流值的設(shè)定)。
另一方面，在日本特開平8-4575所公開的發(fā)動機用燃料噴射閥門的驅(qū)動控制裝置中，隨溫度變化燃料噴射特性而發(fā)生變化的電磁線圈溫度未必與燃料溫度相一致，而且，為了檢測燃料溫度，有必要在限制容量的燃料槽內(nèi)配置發(fā)動機燃料噴射閥門的驅(qū)動控制裝置，而這部分將會導(dǎo)致燃料槽內(nèi)燃料儲存量減少的問題。
并且，為了使特開平9-126023號公報公開的內(nèi)燃機裝置空載時的轉(zhuǎn)動速度向設(shè)定速度穩(wěn)定，而調(diào)整向內(nèi)燃機裝置供給的空氣量，根據(jù)此種調(diào)整，可實現(xiàn)空載轉(zhuǎn)數(shù)的捕獲，可防止轉(zhuǎn)動減慢或發(fā)動機意外的停轉(zhuǎn)，同時，對由內(nèi)燃機裝置發(fā)出的時刻變化的燃料供給量的調(diào)整而言，必須要加入調(diào)整空氣量的開口面積調(diào)整裝置和另外的調(diào)整燃料供應(yīng)量的調(diào)節(jié)器裝置等，這就將導(dǎo)致裝置整體的復(fù)雜化和高成本化的問題。
而相近地，本發(fā)明的發(fā)明者們開發(fā)了與將由燃料泵或調(diào)節(jié)器加壓并送進的燃料進行噴射的以往類型的燃料噴射裝置或燃料噴射系統(tǒng)相異的，應(yīng)用了由其自身向燃料加壓并進行燃料噴射的電磁式燃料噴射泵的燃料噴射系統(tǒng)(以下稱為“電磁式燃料噴射系統(tǒng)”)。
這個電磁式燃料噴射系統(tǒng)與以往類型的燃料噴射系統(tǒng)相比，具有能實現(xiàn)小型化及低成本化的較大優(yōu)點，但由于其燃料噴射量將受驅(qū)動燃料噴射螺線管的線圈電流的影響特性，存在僅僅基于上述電池的電源電壓修正驅(qū)動脈沖寬度大小仍不能對進行恰當需求量的燃料噴射修正的問題。
本發(fā)明可用于解決上述以往的燃料噴射控制裝置及控制方法所包含的種種課題，其目的在于提供了一種可以對應(yīng)來自發(fā)動機時刻變化的燃料需求噴射量，根據(jù)燃料噴射螺線管的狀態(tài)調(diào)整燃料噴射量的燃料噴射控制方法及其控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于上述以往技術(shù)的燃料噴射裝置及方法的課題而開發(fā)的，提供了一種燃料噴射控制方法，其特征在于，在燃料噴射螺線管開始驅(qū)動后1個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上，測定流經(jīng)上述螺線管的線圈電流，并根據(jù)這個線圈電流測定值修正調(diào)整上述螺線管的停止驅(qū)動時機(timing)。
如此，在本發(fā)明中，基于對燃料噴射螺線管的溫度上升有很大影響的線圈電流的測定值，修正調(diào)整螺線管的停止驅(qū)動時機，于是即可按所需的適當量進行燃料噴射控制。這里，由于燃料噴射螺線管開始驅(qū)動后多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的線圈電流測定，不僅可以得知某一點上的線圈電流的絕對值，還可得知線圈電流的變化，所以，與基于單獨一點的線圈電流測定值對螺線管的停止驅(qū)動時機進行修正相比，可以更正確地按燃料噴射需求量進行燃料噴射控制。
本發(fā)明所涉及的燃料噴射控制方法包括開始驅(qū)動燃料噴射螺線管的步驟；測定上述螺線管開始驅(qū)動后1個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻流經(jīng)上述螺線管的線圈電流的步驟；根據(jù)上述線圈電流測定值求解用于修正上述螺線管停止驅(qū)動時機的修正值的步驟在內(nèi)的各個步驟。
此處，上述修正將采用根據(jù)上述線圈電流測定值和對上述螺線管的燃料需求量而決定的修正值。而且，上述修正值將選取對于上述線圈電流修正值和對上述線圈電流的燃料需求量的種種組合進行預(yù)先設(shè)定，并選擇符合上述組合的修正值。
加之，上述螺線管停止驅(qū)動時機的修正包括符合上述線圈電流測定值和對上述螺線管的燃料需求量之一或均符合而確定，用燃料噴射需求量的增加量和上述螺線管的驅(qū)動輸出脈沖寬度的增加量的比例表示的斜率修正值的求解步驟；對應(yīng)上述線圈電流測定值確定的上述螺線管開始驅(qū)動到燃料噴射開始之間的修正后無效時間的求解步驟；將上述燃料噴射量與上述斜率修正值的乘積值與上述修正后的無效時間相加而得的修正值求解步驟等在內(nèi)的各個步驟。并且，應(yīng)用上述修正值調(diào)整上述螺線管的停止時機。由此可實現(xiàn)更精確的燃料噴射控制。
此外，在本發(fā)明中，發(fā)動機啟動時、或是再次啟動意外中斷的燃料噴射的第一次驅(qū)動時，測定加在上述螺線管上的電源電壓，并根據(jù)該電壓值修正上述螺線管的停止驅(qū)動時機。爾后，在下一次或以后的螺線管的周期中，根據(jù)本次測定的線圈電流，求出用于修正螺線管的停止驅(qū)動時機的修正值并做出調(diào)整。
本發(fā)明還提供了一種燃料噴射控制裝置，其特征在于該裝置包含燃料噴射螺線管的驅(qū)動設(shè)備；測定上述螺線管開始驅(qū)動后1個點或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的流經(jīng)螺線管的線圈電流的電流測定設(shè)備；根據(jù)上述線圈電流測定值，求出用于修正上述螺線管的停止驅(qū)動時機的修正值，并用該修正值調(diào)整上述螺線管的驅(qū)動停止時機的控制設(shè)備。
此處，也可以設(shè)置上述螺線管停止驅(qū)動時用于將該螺線管放出的能量作為該螺線管的驅(qū)動能量進行再利用的反饋電路。上述反饋電路又包含當上述螺線管的停止驅(qū)動時將該螺線管放出的能量進行變換的電容器。由此，可減少電池的電力消耗量，實現(xiàn)電池的小容量化。
本發(fā)明所涉及的燃料噴射控制的控制方法及其裝置，將根據(jù)對燃料噴射螺線管的溫度上升有較大影響的線圈電流的測定值，修正調(diào)整螺線管停止驅(qū)動的時機，由此可進行所需的適當量的燃料噴射控制。同時，由對在燃料噴射螺線管開始驅(qū)動后的多點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的線圈電流的測定，可得知線圈電流的變化，因此可實現(xiàn)更正確的符合燃料需求量的燃料噴射控制。


圖1表示將本發(fā)明涉及的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置應(yīng)用于電磁式燃料噴射系統(tǒng)時的結(jié)構(gòu)示例。
圖2表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的燃料噴射控制裝置的控制組織構(gòu)成示例。
圖3表示應(yīng)用第1實施方式的燃料噴射控制方法的電磁式燃料噴射系統(tǒng)中，符合燃料噴射需求量的需求驅(qū)動脈沖、線圈電流及驅(qū)動輸出脈沖的各波形的波形圖。
圖4是本發(fā)明的第1實施方式中，表示驅(qū)動輸出脈沖的脈沖寬度的求解方法的框圖。
圖5是螺線管的驅(qū)動輸出脈沖的修正值Pr的求解方法的概念示意圖。
圖6表示本發(fā)明的第2實施方式中的燃料噴射控制系統(tǒng)的燃料流量Q和螺線管的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout間的關(guān)系圖7表示描述燃料噴射裝置中的燃料噴射量特性的圖。
圖8是第2實施方式的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置中的修正后的無效時間特性的一個例子的特性圖。
圖9是第2實施方式的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置中的斜率修正值的特性的一個例子的特性圖。
圖10是表示本發(fā)明的第2實施方式中的修正后的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout的求解方法的概念圖。
圖11表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的含有電源電壓檢測電路的本燃料噴射控制裝置的控制組織構(gòu)成的示例。
圖12表示本發(fā)明的第3實施方式中的修正處理控制流程的示例。
圖13是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置中的燃料噴射特性的模式示意特性圖。
圖14表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的燃料噴射控制方法處理順序的流程圖。
圖15表示用于檢測第4實施方式中線圈電流的軟件處理的時序圖。
圖16表示用于檢測第4實施方式中線圈電流的軟件處理中，出現(xiàn)檢測時間偏差時的時序圖。
圖17表示用于檢測第4實施方式中線圈電流的軟件處理中，出現(xiàn)檢測時間偏差時的驅(qū)動輸出脈沖及線圈電流的各個波形的波形圖。
圖18表示以往的燃料噴射控制裝置的控制組織構(gòu)成的第1示例。
圖19表示以往的燃料噴射控制裝置的控制組織構(gòu)成的第2示例。
具體實施例方式
以下將參照附圖就本發(fā)明的幾個實施方式進行詳細地說明。
(1)本發(fā)明的第1實施方式圖1表示包含本發(fā)明涉及的燃料噴射控制裝置的燃料噴射系統(tǒng)的全體概略結(jié)構(gòu)的示例。
如圖1所示，電磁式燃料噴射系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括作為壓送燃料槽31內(nèi)燃料的電磁驅(qū)動泵的柱塞泵(plunger pump)32；具有通過由柱塞泵32加壓到指定壓力后壓送的燃料的節(jié)流孔(orifice)部的入口孔噴嘴33；通過入口孔噴嘴33的燃料大于指定壓力時向(發(fā)動機的)吸氣通路內(nèi)進行噴射的噴射嘴34；和以發(fā)動機的運轉(zhuǎn)信息及流經(jīng)柱塞泵32的螺線管(本申請中的燃料噴射螺線管)的線圈電流為基礎(chǔ)向柱塞泵32等輸出控制信號的控制單元(ECU)36。此處，本發(fā)明所涉及的燃料噴射控制裝置中的控制設(shè)備相當于上述控制單元36。
圖2用于說明本發(fā)明的第1實施方式所涉及的燃料噴射控制裝置的結(jié)構(gòu)。圖2中，燃料噴射螺線管(以下宜稱“螺線管”或稱“線圈”)46構(gòu)成柱塞泵32。柱塞泵32將由用于驅(qū)動燃料噴射螺線管46的開關(guān)元件、例如N溝道FET44、FET48以及FET驅(qū)動電路45構(gòu)成的驅(qū)動設(shè)備進行驅(qū)動。
而在本發(fā)明所涉及的燃料噴射裝置中，具有停止驅(qū)動螺線管46時用于將螺線管46放出的能量進行轉(zhuǎn)化的電容器50及二極管42。由此在減少電池41的電力消耗的同時可實現(xiàn)電池41的小容量化。這是由于將儲存于螺線管46的能量作為驅(qū)動螺線管46的驅(qū)動能量進行再利用的結(jié)果。同時，由于這個原因，向電容器50充電時就會充電比電源電壓(例如12V)較高的電壓，所以可以迅速提高螺線管46開始驅(qū)動時線圈電流的增加速度，達到縮短柱塞泵32的動作開始時間(無效時間)的效果。
如圖2所示，本控制裝置還具有以下的控制設(shè)備，其中包括用于在燃料噴射螺線管46開始驅(qū)動后1個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上，測定流經(jīng)螺線管46的線圈電流Ir的電流檢測電路6；根據(jù)測定的1個或多個線圈電流測定值，求出用以修正螺線管46的停止驅(qū)動時機的修正值，和基于此修正值調(diào)整螺線管46的下一次及以后的驅(qū)動的停止時機的驅(qū)動裝置及微電腦43。
通過二極管57，將電池41的電源電壓(VB)加在螺線管46的一端。螺線管46的另外一端與FET44的漏極相連。如上所述，也可以通過二極管42將其與用螺線管放出的能量進行充電的電容器50進行連接。
通過FET驅(qū)動電路(driver電路)45，根據(jù)由微電腦43輸出的動作信號，向FET44的柵極提供驅(qū)動輸出脈沖。FET48的開啟/關(guān)閉動作可以和FET44相同，也可以在螺線管46驅(qū)動前(FET44開啟)先開啟。而且，F(xiàn)ET48的關(guān)閉時機在FET44關(guān)閉之前。
FET44的源極通過電流檢測電阻52接地。一旦FET44根據(jù)驅(qū)動脈沖達到“開啟”狀態(tài)，電池41馬上向螺線管46供給電源電壓，使螺線管46開始驅(qū)動。然后根據(jù)電流檢測電路6測定流經(jīng)螺線管46的電流。
在電流檢測電路6中，應(yīng)用由串聯(lián)電阻7、反饋電阻8、運算放大器9構(gòu)成的放大電路，將電流檢測電阻52(低電阻值)兩端間產(chǎn)生的電壓下降值(“R52”ד線圈電流值”)進行放大，并輸出到微電腦43的模擬輸入端。微電腦43再將輸入的模擬電流值進行數(shù)字轉(zhuǎn)換存儲在內(nèi)部存儲器中。在本發(fā)明中，基于記錄在控制設(shè)備中的存儲器內(nèi)的線圈電流測定值修正螺線管46的停止驅(qū)動時機，從而進行符合燃料噴射需求量的適當?shù)娜剂蠂娚洹?br> 并且在圖2中，螺線管46停止驅(qū)動時將螺線管46放出的能量對電容器50充電并再利用，也可以如以往技術(shù)，用例如圖18所示的緩沖電路(snubber)消耗掉。也可以采用螺線管46的另一端通過二極管42連接電池41對電池41進行充電的結(jié)構(gòu)。
圖3表示本發(fā)明所示的第1實施方式所涉及的燃料噴射需求量Qc對應(yīng)的螺線管46的需求驅(qū)動脈沖Pw、需求驅(qū)動脈沖Pw的脈沖寬度Tw、從螺線管46開始驅(qū)動時到檢測出線圈電流測定值Ir時的驅(qū)動時間Tr、以及對實際輸出用于驅(qū)動螺線管46的FET44的驅(qū)動輸出脈沖Pout之間的相互關(guān)系。此處，將在螺線管46開始驅(qū)動后設(shè)定的1個點或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上測定線圈電流，在圖3中，螺線管46的開始驅(qū)動的時刻后，經(jīng)過Tr1、Tr2、Tr3……Trn時間的流經(jīng)螺線管46的線圈電流的測定值，分別表示為Ir1、Ir2、Ir3……Irn。
在本發(fā)明中，對于需求驅(qū)動脈沖Pw，螺線管46的實際驅(qū)動時間，通過原則性地根據(jù)前一次(或其之前)的螺線管驅(qū)動時求出的線圈電流Ir(1個或多個測定值)，求出需求驅(qū)動脈沖Pw的修正值Pr，并基于這個修正值Pr，對螺線管46的驅(qū)動時間的增減進行調(diào)整。
如圖3所示，在本燃料噴射控制方法中，在需求驅(qū)動脈沖Pw的上升邊沿，同時使驅(qū)動脈沖Pout也上升，從而驅(qū)動螺線管46，且使線圈電流I也開始流動。于是，從螺線管46開始驅(qū)動后，在1個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻，例如2ms、或4ms及6ms經(jīng)過時刻，測定線圈電流的測定值Ir(Ir1、Ir2、Ir3)。由存儲器讀出螺線管46停止驅(qū)動后線圈電流測定值Ir(Ir1的1個點，或Ir1、Ir2、Ir3的3個點)，并根據(jù)此線圈電流測定值Ir和燃料噴射需求量Qc，求出相對于燃料噴射需求量Qc的修正值Pr。并根據(jù)這個修正值Pr按燃料噴射需求量Qc修正需求脈沖寬度Tw，將驅(qū)動輸出脈沖Pout供給至FET44的柵極。因此，燃料噴射量適當?shù)卣{(diào)整為受驅(qū)動燃料噴射螺線管的線圈電流的影響的燃料噴射量。
根據(jù)螺線管46開始驅(qū)動后多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的多個線圈電流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)求出修正值Pr的情況下，可以由n元的Ir軸求出修正值Pr，或根據(jù)第1線圈電流測定值Ir1求出第1修正值Pr，再根據(jù)接下來的Ir測定值順序地求出修正值Pr的Pr2、Pr3……Prn，最后將Prn作為最終的修正值?；蛘咭部梢栽诙鄠€點的多個線圈電流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)中求出它們各自的修正值Prn的平均值，將這個平均值作為最終的修正值。
在圖4及以后的說明中，根據(jù)在螺線管46開始驅(qū)動后的多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的多個線圈電流值，求修正值Pr時，都采取同樣的方法。
圖4是本發(fā)明的第1實施方式中求解驅(qū)動輸出脈沖Pout的脈沖寬度Tout的概念示意圖。如圖所示，在修正脈沖寬度計算處理部71中，根據(jù)燃料噴射需求量Qc和線圈電流測定值Ir，求出符合燃料噴射需求量Qc對應(yīng)的需求驅(qū)動脈沖Pw的修正值Pr。在運算器72(例如加減法器)中，將這個修正值Pr，加或減去燃料噴射需求量Qc對應(yīng)的需求驅(qū)動脈沖寬度Tw，由此求出下一次(或下一次以后)的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout。微電腦43包含修正脈沖寬度計算處理部71及加法器72。如上所述，根據(jù)螺線管46開始驅(qū)動后多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的多個線圈電流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)求出修正值Pr時，可以由n元的Ir軸求出修正值Pr，或根據(jù)第1線圈電流測定值Ir1求出第1修正值Pr，再根據(jù)接下來的Ir測定值順序地求出修正值Pr的Pr2、Pr3……Prn，最后將Prn作為最終的修正值。
此外，線圈電流由于溫度、線圈電阻等產(chǎn)生的噪聲等的疊加，會在測定時發(fā)生很大的變化。輸出根據(jù)每次測定變化的修正值進行修正處理的驅(qū)動輸出脈沖Pout時，產(chǎn)生使燃料噴射量不穩(wěn)定、不適合發(fā)動機驅(qū)動的情況。
因此，在微電腦43中，計算并記錄設(shè)定多數(shù)次的修正值和接近多數(shù)次的修正值的平均修正值。本次測定計算的修正值超過平均修正值的設(shè)定的允許值時，將進行求解下一次的驅(qū)動輸出脈沖Pout的脈沖寬度Tout的修正處理，修正值在允許值范圍以內(nèi)則不進行修正處理。
圖5是根據(jù)先前說明過的本發(fā)明涉及的螺線管驅(qū)動中的線圈電流的測定值Ir進行的修正處理中，螺線管驅(qū)動脈沖的修正值Pr的求解方法的概念示意圖。如圖所示，在構(gòu)成本發(fā)明的微電腦內(nèi)的存儲器8內(nèi)，例如在橫軸上取線圈電流的測定值Ir(根據(jù)多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的n個線圈的電流值，求出修正值Pr時，n元的Ir軸)，在縱軸上取燃料噴射需求量Qc，預(yù)設(shè)好描繪對應(yīng)各種線圈電流的測定值Ir和燃料噴射需求量Qc的組合的修正值Pr的修正值圖。就此線圈電流測定值Ir和燃料噴射需求量Qc的組合對應(yīng)的修正值，根據(jù)試驗等方式預(yù)先求出。這樣的修正值圖也可以是，如下所述的，變動因素為多個因素，超出n元的多元表示圖。
根據(jù)上述的第1實施方式，根據(jù)螺線管46開始驅(qū)動后一個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的線圈電流值Ir和燃料需求噴射量對應(yīng)的需求驅(qū)動脈沖Pw，對用于將驅(qū)動螺線管46的FET44實際開啟、關(guān)閉的驅(qū)動輸出脈沖Pout進行修正，在向燃料加壓的同時進行燃料噴射的電磁式燃料噴射泵中，燃料噴射需求量和實際燃料噴射量間的關(guān)系為線性關(guān)系，可對燃料噴射需求量進行正確地修正。
(2)本發(fā)明的第2實施方式其次，將本發(fā)明的第2實施方式所涉及的燃料噴射方法，應(yīng)用于圖1所示結(jié)構(gòu)的電磁式燃料噴射系統(tǒng)的情況作為一個示例進行說明。由于與先前的第1實施方式的示例重復(fù)，省略了關(guān)于電磁式燃料噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的說明。
此處，在本第2實施方式中，根據(jù)用燃料噴射需求量Qc的增加量與螺線管的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout的增加量的比例表示的斜率修正值，和螺線管開始驅(qū)動到開始燃料噴射之間的修正后的無效時間，燃料噴射需求量Qc與斜率修正值的乘積值，再加上修正后的無效時間，求出驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout。
圖6表示本第2實施方式中的燃料噴射控制系統(tǒng)中的燃料噴射量Q和螺線管的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout間的關(guān)系。如圖6所示，脈沖寬度由零升到某值(Toffset)時，燃料噴射量Q一直為零，此后，伴隨脈沖寬度的增大燃料噴射量Q值也會根據(jù)某斜率Td而增大。
螺線管46開始驅(qū)動后設(shè)定期間(Toffset)為沒有開始實際的燃料噴射的時間，由于不影響噴射量，所以稱為無效時間。此無效時間Toffset理所當然是受線圈電流的測定值Ir影響的變動值。因此，希望對于燃料噴射量進行更加適當?shù)娜剂蠂娚鋾r，也有必要對這個Toffset進行修正。在圖6中，斜率Td為燃料噴射要求量Qc的增加量與螺線管的驅(qū)動輸出脈沖寬度的增加量之間的比例，在本申請中，稱為斜率修正值Td。如果應(yīng)用該Td及Toffset，為了正確地噴射燃料噴射需求量Qc而必須控制的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout，將用式“Tout＝Qc×Td+Toffset”表示。
但是，這段無效時間Toffet，是根據(jù)如上所述的線圈電流的大小而變化的，因此可作為線圈電流測定值Ir的函數(shù)表示?？傊?，按照線圈電流的測定值Ir，求出修正的無效時間Toffset的值。這個修正后的無效時間Toffset的值，例如對于作為線圈電流的第1點的Tr1時間經(jīng)過后的線圈電流測定值Ir1，用Toffset的值描述的2元表示的圖而求出。這個圖將預(yù)先通過實驗求出。
另外，燃料噴射需求量Qc與驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout間的關(guān)系為線性時，斜率修正值Td為與無效時間Toffset同樣會成為線圈電流測定值Ir(例如Ir1)的函數(shù)。因此，這個斜率修正值Td的值，例如，可用Ir描繪Td值的2元表的圖求出。但是，燃料噴射需求量Qc與驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout間的關(guān)系為非線性時，斜率修正值Td為線圈電流的測定值Ir與燃料噴射需求量Qc的函數(shù)。因此，在這個情況下，對于線圈電流的測定值Ir及燃料噴射需求量Qc，應(yīng)用描繪斜率修正值Td的3元的圖，求出斜率修正值Td。這個圖將預(yù)先通過實驗求出。
圖7為表示在多種線圈電流的測定值Ir中的實際燃料噴射量Qout和用于最終燃料噴射的驅(qū)動脈沖寬度Tout間的關(guān)系的圖表的示例。第7圖所示的噴射量特性表，表示在線圈電流測定值Ir越大，無效時間越少的同時，對于相同的驅(qū)動輸出脈沖寬度產(chǎn)生更多量的燃料噴射的事實。
圖8表示無效時間Toffset與線圈電流測定值Ir間關(guān)系的一個示例。圖9表示斜率修正值Td與線圈電流測定值Ir(例如Ir1)間關(guān)系的一個示例。當燃料噴射需求量Qc與驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout呈線性關(guān)系時，斜率修正值Td與線圈電流測定值Ir的關(guān)系與燃料噴射需求量Qc的值無關(guān)，僅呈圖9所示的關(guān)系。
但在燃料噴射需求量Qc與驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout呈非線性關(guān)系時，對于各種燃料噴射需求量Qc，分別為如圖9所示的關(guān)系。
圖10為表示本第2實施方式中的修正后的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout的求解方法的第2概念圖。此處，如圖所示，首先在乘法器75中進行與燃料噴射需求量Qc對應(yīng)的需求驅(qū)動脈沖Pw與斜率修正值Td的乘法。此斜率修正值Td根據(jù)線圈電流測定值Ir由圖表(map)81得到。
對于這個斜率修正值Td，也可以根據(jù)螺線管46開始驅(qū)動后多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的多個線圈電流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)求出。這時，根據(jù)n元的Ir軸求出斜率修正值Td，或是根據(jù)第1線圈電流測定值Ir1求出，根據(jù)其后Ir測定值依次求得斜率修正值Td為Td2、Td3……Tdn，并將Tdn作為最終修正值。
而后，在加法器76中，將Qc×Td的值加上無效時間Toffset。此無效時間Toffset將采用根據(jù)線圈電流測定值Ir由圖表82得到的修正過的無效時間Toffset。
于是，可以求得最終的可以用于燃料噴射的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout。此處的乘法器75及加法器76均包含在微電腦43中。又，圖表81、圖表82均已存儲于微電腦43內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲部。
根據(jù)上述的本發(fā)明的第2實施方式，根據(jù)1個或多個線圈電流測定值Ir，或根據(jù)此線圈電流測定值Ir和燃料噴射需求量Qc，求出斜率修正值Td，并根據(jù)線圈電流測定值Ir求出修正后的無效時間Toffset，再應(yīng)用這些修正后的無效時間Toffset及斜率修正值Td，對用于最終的燃料噴射的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout進行修正。
由此，對燃料加壓的同時進行燃料噴射的電磁式燃料噴射泵中，燃料噴射需求量對應(yīng)的需求燃料脈沖Pw與燃料噴射量Q為非線性關(guān)系時，也可以對燃料噴射量Q進行恰當?shù)男拚?。此外，在?qū)動脈沖寬度與燃料噴射量為線性關(guān)系的燃料噴射裝置中，斜率修正值Td和修正后的無效時間Toffset可分別由2元圖求出，所以可實現(xiàn)與應(yīng)用3元圖修正的情況相比，由于使用了簡化了求解修正值計算的圖，減少了存儲器使用數(shù)量的優(yōu)點。
(3)本發(fā)明的第3實施方式圖11是用于說明本第3實施方式所涉及的燃料噴射控制裝置的控制組織構(gòu)成圖。這個控制組織構(gòu)成如圖11所示，在第2圖所示的電磁式燃料噴射系統(tǒng)中，添加了檢測電源電壓VB并向微電腦43供給這個檢測值的電源電壓檢測電路49而構(gòu)成的。而其它的結(jié)構(gòu)與圖2所示的結(jié)構(gòu)相同。
圖12表示本第3實施方式涉及的修正處理控制流程的示例。發(fā)動機開始發(fā)動時，即燃料噴射螺線管46第1次驅(qū)動時，由于沒有前一次的燃料噴射周期，所以沒有為求出斜率修正值Td及修正后的無效時間Toffset而可以參考的前一次的燃料噴射周期的開始燃料噴射后的1個或多個點上的線圈電流測定值Ir的數(shù)據(jù)。且裝配這種發(fā)動機的汽車在下坡時發(fā)生燃料中斷或等待交通信號燈時由于空載停運的燃料中斷的情況下，燃料噴射中斷后，與螺線管46再次驅(qū)動的情況是相同的。加之，在電池容量較小等情況下啟動驅(qū)動發(fā)動機時，電源電壓VB會極大地下降，由此不可能使微電腦復(fù)位并參考前一次燃料噴射式的Ir數(shù)據(jù)。
因此，在本第3實施方式中，形成了僅在發(fā)動機開始驅(qū)動時、或是由燃料中斷導(dǎo)致的燃料噴射中斷后的再次驅(qū)動螺線管46時的第1次驅(qū)動時，由電源電壓檢測電路49檢測電源電壓VB，根據(jù)這個檢測值求出斜率修正值Td和修正后的無效時間Toffset的構(gòu)造。
另外，雖然沒有具體地圖示出，但是用于描繪對于電源電壓VB修正后的無效時間Toffset的圖、用于描繪相對于電源電壓VB斜率修正值Td的圖是由實驗預(yù)先求出，并存儲在微電腦的存儲器部內(nèi)的。
應(yīng)用根據(jù)電源電壓VB的檢測值求出的斜率修正值Td以及修正后的無效時間Toffset，由表達式“Tout＝Qc×Td+Toffset”求出驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout的過程將與前面說明過的第2實施方式相同。
根據(jù)上述的第3實施方式，發(fā)動機開始驅(qū)動時及由燃料中斷導(dǎo)致的燃料噴射中斷后的再次驅(qū)動螺線管46時的第1次驅(qū)動時，根據(jù)對電源電壓VB的檢測，且此外的時間將根據(jù)前一次燃料噴射時檢測的線圈電流測定值Ir，分別修正用于最終的燃料噴射的驅(qū)動輸出脈沖寬度Tout，因此與第3實施方式相同地對燃料加壓同時進行燃料噴射的電磁式燃料噴射系統(tǒng)中可對燃料噴射量Q進行正確地修正。
此外，驅(qū)動脈沖輸出寬度Tout與燃料噴射量Q為線性關(guān)系時，由于用于修正計算的圖為2元的，所以具有可以實現(xiàn)簡化修正計算的優(yōu)點和減少圖的存儲器使用量的優(yōu)點。
(4)本發(fā)明的第4實施方式在本發(fā)明中，第4實施方式所涉及的燃料噴射控制方法，是為了防止在上述第1至第3實施方式中，測定螺線管46開始驅(qū)動后經(jīng)過設(shè)定時間后的線圈電流時，由于測定時間的偏差引起的線圈電流測定值Ir偏離原值的方法。
例如，圖2或圖11所示構(gòu)造的電磁式燃料噴射系統(tǒng)，如圖15所示，利用用于使驅(qū)動輸出脈沖91開啟的激勵脈沖92，啟動測定線圈電流檢測時間Tr的定時器，進入激勵等待狀態(tài)93，再用此定時器的計數(shù)完畢的激勵脈沖94，啟動電流檢測用的A/D轉(zhuǎn)換器，進入激勵等待狀態(tài)95，用A/D轉(zhuǎn)換完畢的激勵脈沖96進行A/D轉(zhuǎn)換值讀入的軟件處理。此處，定時器和電流檢測用A/D轉(zhuǎn)換器均內(nèi)置于微電腦43中。
在上述軟件處理中，如圖16所示，產(chǎn)生定時器計數(shù)的激勵脈沖94時，如果進行另外的激勵脈沖處理97，在其完成后將啟動電流檢測用A/D轉(zhuǎn)換器，因此可使線圈電流的采樣時間僅偏移Ts，并檢測出螺線管46開始驅(qū)動后經(jīng)過Tr+Ts時間的時刻的線圈電流。
因此，如圖17所示，線圈電流的檢測值98將由原值、即驅(qū)動開始后經(jīng)過Tr的時刻的線圈電流測定值Ir偏移到Is。用于開啟驅(qū)動輸出脈沖91的激勵脈沖92發(fā)生時，由于進行另外的激勵脈沖，因此在驅(qū)動輸出脈沖91進入開啟狀態(tài)后，即刻使定時器啟動的情況也是一樣的。所以在第4實施方式中，將按以下說明的順序進行線圈電流的測定。
第14圖為表示本發(fā)明第4實施方式所涉及的燃料噴射控制方法中的處理順序的一個示例的流程圖。首先，開始螺線管的驅(qū)動開始激勵脈沖處理，將記錄驅(qū)動輸出脈沖開啟的交替時刻T1(輸出傳送值)(步驟S131)，啟動用于電流檢測的定時器(步驟S132)。
然后，進行其它處理(步驟S133)，一發(fā)出定時器的計數(shù)完成激勵脈沖，就開始電流檢測定時處理。一旦開始這個處理，就測定當前時刻、即將進行A/D轉(zhuǎn)換的時刻T2(步驟S134)，并計算求出T1時刻到T2時刻所經(jīng)過的時間T2-T1(步驟S135)。
此處，將上述經(jīng)過時間T2-T1與預(yù)先設(shè)定好的時間比較(步驟S136)。經(jīng)過時間T2-T1在設(shè)定時間以內(nèi)的情況下，就啟動電流檢測用A/D轉(zhuǎn)換器開始A/D轉(zhuǎn)換(步驟S137)，終止用于電流檢測的定時處理。
之后如果產(chǎn)生了A/D轉(zhuǎn)換完畢的激勵脈沖，則讀入A/D轉(zhuǎn)換處理中的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值，根據(jù)這個值更新線圈電流的測定值Ir(步驟S138)，終止全部的處理。這時，根據(jù)這個更新后的線圈電流測定值Ir，如第1及第3實施方式中所說明，進行螺線管驅(qū)動輸出脈沖寬度的修正。
另一方面，根據(jù)步驟136的比較結(jié)果，如果經(jīng)過時間T2-T1超過了設(shè)定時間，則不啟動電流檢測用A/D轉(zhuǎn)換器，直接終止全部的處理。這時，根據(jù)沒有更新過的線圈電流測定值Ir，即以前測定的線圈電流測定值Ir(例如，存儲在微電腦43的RAM內(nèi))，進行螺線管驅(qū)動輸出脈沖寬度的修正。與根據(jù)燃料噴射開始后多個點上的n個線圈電流測定值Ir進行控制的情況相同。
根據(jù)上述第4實施方式，為了防止線圈電流測定值Ir在由其它的激勵脈中產(chǎn)生的大幅偏移的測定時機(timing)上被測定，可以抑制根據(jù)由原值偏移的線圈電流測定值Ir進行修正而引起的A/F的變化。
本發(fā)明并不僅僅限于上述各實施方式，也可以進行多種變化。例如，在第1實施方式中，使脈沖寬度修正值Pr與燃料噴射需求量Qc對應(yīng)的需求驅(qū)動脈沖Pw應(yīng)用的運算器并不限于加法器，也可以為減法器、乘法器、除法器，或他們的組合，及進行其它運算的運算器。
并且本發(fā)明也不限于在上述各種的事實方式中說明過的電磁式燃料噴射系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于，有螺線管的驅(qū)動輸出脈沖寬度和燃料噴射量為類線性關(guān)系的特性的，具有燃料供給用壓力調(diào)節(jié)器的燃料噴射裝置。因為在這種燃料噴射裝置中，驅(qū)動螺線管的動作開始時間(無效時間)等的動作特性會隨線圈電流值或溫度等因素發(fā)生變化。
工業(yè)實用性本發(fā)明涉及一種用于向發(fā)動機等進行燃料供給的電子控制式燃料噴射控制方法及其控制裝置，具有工業(yè)實用性。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射控制方法，其特征在于，測定在燃料噴射螺線管開始驅(qū)動后的一個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的流經(jīng)上述螺線管的線圈電流，并根據(jù)上述線圈電流測定值，對上述螺線管的驅(qū)動停止時機進行修正調(diào)整。
2.一種燃料噴射控制方法，其特征在于該方法包含開始燃料噴射螺線管的驅(qū)動的步驟；測定在上述螺線管開始驅(qū)動后的1個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的流經(jīng)上述螺線管的線圈電流的步驟；以及根據(jù)上述線圈電流測定值，求出用于修正上述螺線管驅(qū)動停止時機的修正值的步驟等各個步驟，并應(yīng)用上述修正值調(diào)整上述螺線管的驅(qū)動停止時機。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射控制方法，其特征在于，上述修正采用了由上述線圈電流測定值和對上述螺線管的燃料噴射需求量共同決定的修正值。
4.如權(quán)利要求1或2記載的燃料噴射控制方法，其特征在于，上述修正采用了對于由上述線圈電流測定值和對上述螺線管的燃料噴射需求量的各種組合預(yù)先設(shè)定并根據(jù)上述組合進行選擇的修正值。
5.如權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射控制方法，其特征在于，上述螺線管驅(qū)動停止時機的修正包括符合上述線圈電流測定值及對上述螺線管的燃料噴射需求量中一項或均符合而設(shè)定的、用燃料噴射需求量的增加量與上述螺線管驅(qū)動輸出脈沖寬度的增加量的比例表示的斜率修正值的求解步驟；符合上述電流測定值而設(shè)定的上述螺線管開始驅(qū)動后到燃料噴射開始前的修正后的無效時間的求解步驟；以及將上述燃料噴射需求量與上述斜率修正值的乘積值加上無效時間所得的修正值的求解步驟等各個步驟，并應(yīng)用上述修正值調(diào)整上述螺線管的停止時機。
6.如權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射控制方法，其特征在于，在發(fā)動機開始發(fā)動時、或在再次啟動意外中斷的燃料噴射時的第一次驅(qū)動時的上述螺線管的驅(qū)動時間的設(shè)定中，測定加在上述螺線管的電源電壓，根據(jù)該電源電壓測定值，修正上述螺線管的驅(qū)動停止時機。
7.一種燃料噴射控制裝置，其特征在于該裝置包括燃料噴射螺線管的驅(qū)動設(shè)備；測定在燃料噴射螺線管開始驅(qū)動后的一個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的流經(jīng)上述螺線管的線圈電流的電流測定設(shè)備；以及根據(jù)上述線圈電流測定值，求出用于上述螺線管驅(qū)動停止時機的修正值，并應(yīng)用該修正值對上述螺線管驅(qū)動停止時機進行調(diào)整的控制設(shè)備。
8.如權(quán)利要求7所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于該裝置具有，在上述螺線管停止驅(qū)動時，將該螺線管放出的能量作為該螺線管的驅(qū)動能量進行再利用的反饋電路。
9.如權(quán)利要求7所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，上述反饋電路包括，當上述螺線管驅(qū)動停止時用上述螺線管放出的能量進行充電的電容器。
10.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，上述修正值由上述線圈電流測定值和對上述螺線管的燃料需求量共同決定的。
11.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，上述修正值是對于上述線圈電流測定值和上述螺線管的燃料噴射需求量的多種組合預(yù)先設(shè)定并根據(jù)上述組合而選擇的。
12.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于上述控制裝置具備存儲上述螺線管電流測定值的存儲設(shè)備；符合存儲于上述存儲設(shè)備的線圈電流測定值及對上述螺線管的燃料噴射需求量中一項或均符合而設(shè)定的，用燃料噴射需求量的增加量和上述螺線管驅(qū)動輸出脈沖寬度的增加量之間的比例表示的斜率修正值求解設(shè)備；符合存儲在上述存儲設(shè)備的上述線圈電流測定值而設(shè)定的從上述螺線管開始驅(qū)動后到燃料噴射開始前的修正后的無效時間的求解設(shè)備；以及將上述燃料噴射需求量與上述斜率修正值的乘積值加上上述修正后的無效時間得到的上述修正值的求解設(shè)備等各個設(shè)備，并用上述修正值調(diào)整上述螺線管的停止時機。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對應(yīng)來自發(fā)動機的燃料噴射需求量可進行恰當量的燃料噴射的燃料噴射控制的方法及其控制設(shè)備。測定在上述螺線管開始驅(qū)動后的1個或多個點的設(shè)定時間經(jīng)過時刻上的流經(jīng)上述螺線管的線圈電流，并根據(jù)上述線圈電流測定值修正調(diào)整上述螺線管的驅(qū)動停止時機。此處，上述修正，采用根據(jù)上述線圈電流值和對上述螺線管的燃料噴射需求量，或?qū)τ谏鲜鼍€圈電流值與對上述螺線管的燃料噴射需求量的多種組合預(yù)先設(shè)定，并符合上述組合而選擇的修正值。
文檔編號F02M51/02GK1774570SQ20048000345
公開日2006年5月17日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月3日
發(fā)明者山崎茂 申請人:株式會社三國