CN1774570A - 燃料喷射控制方法及控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对应来自发动机的燃料喷射需求量可进行恰当量的燃料喷射的燃料喷射控制的方法及其控制设备。测定在上述螺线管开始驱动后的1个或多个点的设定时间经过时刻上的流经上述螺线管的线圈电流,并根据上述线圈电流测定值修正调整上述螺线管的驱动停止时机。此处,上述修正,采用根据上述线圈电流值和对上述螺线管的燃料喷射需求量,或对于上述线圈电流值与对上述螺线管的燃料喷射需求量的多种组合预先设定,并符合上述组合而选择的修正值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于向发动机等供给燃料的电子控制式的燃料喷射控制方法及其控制装置,具体地说涉及排除因电源电压变化、温度变化等而产生的用于燃料喷射的螺线管的线圈电阻值等变化的影响,正确地喷射出发动机所需燃料喷射量的燃料喷射控制方法及控制装置。
背景技术
对于包括两轮车在内的机动车发动机等,恰当且适宜地供给时刻变化的燃料喷射需求量是影响内燃机装置性能的极重要因素。因此,以往一直根据发动机吸入空气的温度及电池电压,对发动机开始时的燃料喷射时间进行修正。(特开昭58-28537号公报)。
图18是用于说明检测这样的电源电压的、以往的燃料喷射装置的控制电路的具体示例。在这里,鉴于电源电压(电池电压)变化会引起由燃料喷射装置喷射的单位时间内燃料喷射量的变化,根据电源电压值调整燃料喷射时间。即,通过电源电压输入电路12将加在电源端11的电源电压VB输入到EUC(Electronic Control Unit)的微电脑13。并且在电源电压VB较低时,微电脑13会将延长了FET14开启时间的驱动脉冲向FET驱动电路15输出,调整延长螺线管16的驱动时间(燃料喷射时间)。反之,电源电压VB较高时,将缩短FET14开启时间的驱动脉冲向FET驱动电路15输出,调整缩短螺线管16的驱动时间。由此可以使燃料喷射量在不受电源电压变化影响的情况下,对所需恰当量燃料的供给进行控制。
此外,以往一直对燃料喷射螺线管的驱动电流采取稳流处理。图19表示以往恒定电流控制类型的燃料喷射装置的控制电路。此电路在通过电源电压检测电路21对加在电源端11上的电源电压VB进行检测的同时,也通过用于检测电流的附加电阻22及电流检测电路23检测线圈电流。同时,根据电源电压VB的变化,通过微电脑13及恒定电流控制电路24控制线圈电流,使其不发生变化。
而且,检测电磁线圈温度对应的燃料温度,设定用于根据该燃料温度和电池电压,修正燃料喷射阀门的动作延迟的修正脉冲宽度,并将向发动机供给的燃料量对应的有效喷射脉冲宽度加上上述修正脉冲宽度,得到最终的喷射脉冲宽度(特开平8-4575号公报)。
此外,虽然不用于调整面向内燃机装置的燃料喷射量,但为了稳定内燃机装置空转时的旋转速度,向绕过(bypass)用于检测内燃机装置的运转状态、向内燃机装置送入空气的节流阀门(throttle)(挤压阀门)的旁路通路的开口面积调整装置发送控制信号,以检测上述开口面积调整装置的实际驱动电流,并根据该驱动电流的检测结果,将上述开口面积调整装置开始动作后算出的上述控制信号的修正量传送到用于修正预先算出的上述开始动作前的控制信号的内燃机装置的空转控制装置(特开平9-126023号公报)。
但是,例如图18所示,在基于电源电压值对燃料喷射时间进行修正的控制方法中,在构成螺线管16的线圈温度上升的情况下,此线圈电阻值发生变化,即使电源电压VB不发生变化,只有线圈电流发生变化,按所需的燃料喷射量进行恰当地供给也是很困难的。这是由于螺线管16在单位时间内的燃料喷射量随线圈电流值发生了变动的缘故。
因此,如图19所示,考虑用恒定电流驱动螺线管16时,包括螺线管16的动作开始时间等在内的动作特性都随温度不同产生很大变动,由此造成的控制电路或软件处理的复杂化,也将随之引起高成本化的问题。并且,螺线管的驱动电流有根据螺线管自身的电感变化从驱动开始时刻起慢慢增大的特性,所以所谓的螺线管驱动电流稳定化仅仅意味着驱动电流的限制(最大电流值的设定)。
另一方面,在日本特开平8-4575所公开的发动机用燃料喷射阀门的驱动控制装置中,随温度变化燃料喷射特性而发生变化的电磁线圈温度未必与燃料温度相一致,而且,为了检测燃料温度,有必要在限制容量的燃料槽内配置发动机燃料喷射阀门的驱动控制装置,而这部分将会导致燃料槽内燃料储存量减少的问题。
并且,为了使特开平9-126023号公报公开的内燃机装置空载时的转动速度向设定速度稳定,而调整向内燃机装置供给的空气量,根据此种调整,可实现空载转数的捕获,可防止转动减慢或发动机意外的停转,同时,对由内燃机装置发出的时刻变化的燃料供给量的调整而言,必须要加入调整空气量的开口面积调整装置和另外的调整燃料供应量的调节器装置等,这就将导致装置整体的复杂化和高成本化的问题。
而相近地,本发明的发明者们开发了与将由燃料泵或调节器加压并送进的燃料进行喷射的以往类型的燃料喷射装置或燃料喷射***相异的,应用了由其自身向燃料加压并进行燃料喷射的电磁式燃料喷射泵的燃料喷射***(以下称为“电磁式燃料喷射***”)。
这个电磁式燃料喷射***与以往类型的燃料喷射***相比,具有能实现小型化及低成本化的较大优点,但由于其燃料喷射量将受驱动燃料喷射螺线管的线圈电流的影响特性,存在仅仅基于上述电池的电源电压修正驱动脉冲宽度大小仍不能对进行恰当需求量的燃料喷射修正的问题。
本发明可用于解决上述以往的燃料喷射控制装置及控制方法所包含的种种课题,其目的在于提供了一种可以对应来自发动机时刻变化的燃料需求喷射量,根据燃料喷射螺线管的状态调整燃料喷射量的燃料喷射控制方法及其控制装置。
发明内容
本发明是基于上述以往技术的燃料喷射装置及方法的课题而开发的,提供了一种燃料喷射控制方法,其特征在于,在燃料喷射螺线管开始驱动后1个或多个点的设定时间经过时刻上,测定流经上述螺线管的线圈电流,并根据这个线圈电流测定值修正调整上述螺线管的停止驱动时机(timing)。
如此,在本发明中,基于对燃料喷射螺线管的温度上升有很大影响的线圈电流的测定值,修正调整螺线管的停止驱动时机,于是即可按所需的适当量进行燃料喷射控制。这里,由于燃料喷射螺线管开始驱动后多个点的设定时间经过时刻上的线圈电流测定,不仅可以得知某一点上的线圈电流的绝对值,还可得知线圈电流的变化,所以,与基于单独一点的线圈电流测定值对螺线管的停止驱动时机进行修正相比,可以更正确地按燃料喷射需求量进行燃料喷射控制。
本发明所涉及的燃料喷射控制方法包括:开始驱动燃料喷射螺线管的步骤;测定上述螺线管开始驱动后1个或多个点的设定时间经过时刻流经上述螺线管的线圈电流的步骤;根据上述线圈电流测定值求解用于修正上述螺线管停止驱动时机的修正值的步骤在内的各个步骤。
此处,上述修正将采用根据上述线圈电流测定值和对上述螺线管的燃料需求量而决定的修正值。而且,上述修正值将选取对于上述线圈电流修正值和对上述线圈电流的燃料需求量的种种组合进行预先设定,并选择符合上述组合的修正值。
加之,上述螺线管停止驱动时机的修正包括:符合上述线圈电流测定值和对上述螺线管的燃料需求量之一或均符合而确定,用燃料喷射需求量的增加量和上述螺线管的驱动输出脉冲宽度的增加量的比例表示的斜率修正值的求解步骤;对应上述线圈电流测定值确定的上述螺线管开始驱动到燃料喷射开始之间的修正后无效时间的求解步骤;将上述燃料喷射量与上述斜率修正值的乘积值与上述修正后的无效时间相加而得的修正值求解步骤等在内的各个步骤。并且,应用上述修正值调整上述螺线管的停止时机。由此可实现更精确的燃料喷射控制。
此外,在本发明中,发动机启动时、或是再次启动意外中断的燃料喷射的第一次驱动时,测定加在上述螺线管上的电源电压,并根据该电压值修正上述螺线管的停止驱动时机。尔后,在下一次或以后的螺线管的周期中,根据本次测定的线圈电流,求出用于修正螺线管的停止驱动时机的修正值并做出调整。
本发明还提供了一种燃料喷射控制装置,其特征在于该装置包含:燃料喷射螺线管的驱动设备;测定上述螺线管开始驱动后1个点或多个点的设定时间经过时刻上的流经螺线管的线圈电流的电流测定设备;根据上述线圈电流测定值,求出用于修正上述螺线管的停止驱动时机的修正值,并用该修正值调整上述螺线管的驱动停止时机的控制设备。
此处,也可以设置上述螺线管停止驱动时用于将该螺线管放出的能量作为该螺线管的驱动能量进行再利用的反馈电路。上述反馈电路又包含当上述螺线管的停止驱动时将该螺线管放出的能量进行变换的电容器。由此,可减少电池的电力消耗量,实现电池的小容量化。
本发明所涉及的燃料喷射控制的控制方法及其装置,将根据对燃料喷射螺线管的温度上升有较大影响的线圈电流的测定值,修正调整螺线管停止驱动的时机,由此可进行所需的适当量的燃料喷射控制。同时,由对在燃料喷射螺线管开始驱动后的多点的设定时间经过时刻上的线圈电流的测定,可得知线圈电流的变化,因此可实现更正确的符合燃料需求量的燃料喷射控制。
附图说明
图1表示将本发明涉及的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置应用于电磁式燃料喷射***时的结构示例。
图2表示本发明的第1实施方式涉及的燃料喷射控制装置的控制组织构成示例。
图3表示应用第1实施方式的燃料喷射控制方法的电磁式燃料喷射***中,符合燃料喷射需求量的需求驱动脉冲、线圈电流及驱动输出脉冲的各波形的波形图。
图4是本发明的第1实施方式中,表示驱动输出脉冲的脉冲宽度的求解方法的框图。
图5是螺线管的驱动输出脉冲的修正值Pr的求解方法的概念示意图。
图6表示本发明的第2实施方式中的燃料喷射控制***的燃料流量Q和螺线管的驱动输出脉冲宽度Tout间的关系
图7表示描述燃料喷射装置中的燃料喷射量特性的图。
图8是第2实施方式的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置中的修正后的无效时间特性的一个例子的特性图。
图9是第2实施方式的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置中的斜率修正值的特性的一个例子的特性图。
图10是表示本发明的第2实施方式中的修正后的驱动输出脉冲宽度Tout的求解方法的概念图。
图11表示本发明的第3实施方式所涉及的含有电源电压检测电路的本燃料喷射控制装置的控制组织构成的示例。
图12表示本发明的第3实施方式中的修正处理控制流程的示例。
图13是表示本发明的第3实施方式所涉及的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置中的燃料喷射特性的模式示意特性图。
图14表示本发明的第4实施方式所涉及的燃料喷射控制方法处理顺序的流程图。
图15表示用于检测第4实施方式中线圈电流的软件处理的时序图。
图16表示用于检测第4实施方式中线圈电流的软件处理中,出现检测时间偏差时的时序图。
图17表示用于检测第4实施方式中线圈电流的软件处理中,出现检测时间偏差时的驱动输出脉冲及线圈电流的各个波形的波形图。
图18表示以往的燃料喷射控制装置的控制组织构成的第1示例。
图19表示以往的燃料喷射控制装置的控制组织构成的第2示例。
具体实施方式
以下将参照附图就本发明的几个实施方式进行详细地说明。
(1)本发明的第1实施方式
图1表示包含本发明涉及的燃料喷射控制装置的燃料喷射***的全体概略结构的示例。
如图1所示,电磁式燃料喷射***的基本结构包括:作为压送燃料槽31内燃料的电磁驱动泵的柱塞泵(plunger pump)32;具有通过由柱塞泵32加压到指定压力后压送的燃料的节流孔(orifice)部的入口孔喷嘴33;通过入口孔喷嘴33的燃料大于指定压力时向(发动机的)吸气通路内进行喷射的喷射嘴34;和以发动机的运转信息及流经柱塞泵32的螺线管(本申请中的燃料喷射螺线管)的线圈电流为基础向柱塞泵32等输出控制信号的控制单元(ECU)36。此处,本发明所涉及的燃料喷射控制装置中的控制设备相当于上述控制单元36。
图2用于说明本发明的第1实施方式所涉及的燃料喷射控制装置的结构。图2中,燃料喷射螺线管(以下宜称“螺线管”或称“线圈”)46构成柱塞泵32。柱塞泵32将由用于驱动燃料喷射螺线管46的开关元件、例如N沟道FET44、FET48以及FET驱动电路45构成的驱动设备进行驱动。
而在本发明所涉及的燃料喷射装置中,具有停止驱动螺线管46时用于将螺线管46放出的能量进行转化的电容器50及二极管42。由此在减少电池41的电力消耗的同时可实现电池41的小容量化。这是由于将储存于螺线管46的能量作为驱动螺线管46的驱动能量进行再利用的结果。同时,由于这个原因,向电容器50充电时就会充电比电源电压(例如12V)较高的电压,所以可以迅速提高螺线管46开始驱动时线圈电流的增加速度,达到缩短柱塞泵32的动作开始时间(无效时间)的效果。
如图2所示,本控制装置还具有以下的控制设备,其中包括:用于在燃料喷射螺线管46开始驱动后1个或多个点的设定时间经过时刻上,测定流经螺线管46的线圈电流Ir的电流检测电路6;根据测定的1个或多个线圈电流测定值,求出用以修正螺线管46的停止驱动时机的修正值,和基于此修正值调整螺线管46的下一次及以后的驱动的停止时机的驱动装置及微电脑43。
通过二极管57,将电池41的电源电压(VB)加在螺线管46的一端。螺线管46的另外一端与FET44的漏极相连。如上所述,也可以通过二极管42将其与用螺线管放出的能量进行充电的电容器50进行连接。
通过FET驱动电路(driver电路)45,根据由微电脑43输出的动作信号,向FET44的栅极提供驱动输出脉冲。FET48的开启/关闭动作可以和FET44相同,也可以在螺线管46驱动前(FET44开启)先开启。而且,FET48的关闭时机在FET44关闭之前。
FET44的源极通过电流检测电阻52接地。一旦FET44根据驱动脉冲达到“开启”状态,电池41马上向螺线管46供给电源电压,使螺线管46开始驱动。然后根据电流检测电路6测定流经螺线管46的电流。
在电流检测电路6中,应用由串联电阻7、反馈电阻8、运算放大器9构成的放大电路,将电流检测电阻52(低电阻值)两端间产生的电压下降值(“R52”ד线圈电流值”)进行放大,并输出到微电脑43的模拟输入端。微电脑43再将输入的模拟电流值进行数字转换存储在内部存储器中。在本发明中,基于记录在控制设备中的存储器内的线圈电流测定值修正螺线管46的停止驱动时机,从而进行符合燃料喷射需求量的适当的燃料喷射。
并且在图2中,螺线管46停止驱动时将螺线管46放出的能量对电容器50充电并再利用,也可以如以往技术,用例如图18所示的缓冲电路(snubber)消耗掉。也可以采用螺线管46的另一端通过二极管42连接电池41对电池41进行充电的结构。
图3表示本发明所示的第1实施方式所涉及的燃料喷射需求量Qc对应的螺线管46的需求驱动脉冲Pw、需求驱动脉冲Pw的脉冲宽度Tw、从螺线管46开始驱动时到检测出线圈电流测定值Ir时的驱动时间Tr、以及对实际输出用于驱动螺线管46的FET44的驱动输出脉冲Pout之间的相互关系。此处,将在螺线管46开始驱动后设定的1个点或多个点的设定时间经过时刻上测定线圈电流,在图3中,螺线管46的开始驱动的时刻后,经过Tr1、Tr2、Tr3……Trn时间的流经螺线管46的线圈电流的测定值,分别表示为Ir1、Ir2、Ir3……Irn。
在本发明中,对于需求驱动脉冲Pw,螺线管46的实际驱动时间,通过原则性地根据前一次(或其之前)的螺线管驱动时求出的线圈电流Ir(1个或多个测定值),求出需求驱动脉冲Pw的修正值Pr,并基于这个修正值Pr,对螺线管46的驱动时间的增减进行调整。
如图3所示,在本燃料喷射控制方法中,在需求驱动脉冲Pw的上升边沿,同时使驱动脉冲Pout也上升,从而驱动螺线管46,且使线圈电流I也开始流动。于是,从螺线管46开始驱动后,在1个或多个点的设定时间经过时刻,例如2ms、或4ms及6ms经过时刻,测定线圈电流的测定值Ir(Ir1、Ir2、Ir3)。由存储器读出螺线管46停止驱动后线圈电流测定值Ir(Ir1的1个点,或Ir1、Ir2、Ir3的3个点),并根据此线圈电流测定值Ir和燃料喷射需求量Qc,求出相对于燃料喷射需求量Qc的修正值Pr。并根据这个修正值Pr按燃料喷射需求量Qc修正需求脉冲宽度Tw,将驱动输出脉冲Pout供给至FET44的栅极。因此,燃料喷射量适当地调整为受驱动燃料喷射螺线管的线圈电流的影响的燃料喷射量。
根据螺线管46开始驱动后多个点的设定时间经过时刻上的多个线圈电流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)求出修正值Pr的情况下,可以由n元的Ir轴求出修正值Pr,或根据第1线圈电流测定值Ir1求出第1修正值Pr,再根据接下来的Ir测定值顺序地求出修正值Pr的Pr2、Pr3……Prn,最后将Prn作为最终的修正值。或者也可以在多个点的多个线圈电流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)中求出它们各自的修正值Prn的平均值,将这个平均值作为最终的修正值。
在图4及以后的说明中,根据在螺线管46开始驱动后的多个点的设定时间经过时刻上的多个线圈电流值,求修正值Pr时,都采取同样的方法。
图4是本发明的第1实施方式中求解驱动输出脉冲Pout的脉冲宽度Tout的概念示意图。如图所示,在修正脉冲宽度计算处理部71中,根据燃料喷射需求量Qc和线圈电流测定值Ir,求出符合燃料喷射需求量Qc对应的需求驱动脉冲Pw的修正值Pr。在运算器72(例如加减法器)中,将这个修正值Pr,加或减去燃料喷射需求量Qc对应的需求驱动脉冲宽度Tw,由此求出下一次(或下一次以后)的驱动输出脉冲宽度Tout。微电脑43包含修正脉冲宽度计算处理部71及加法器72。如上所述,根据螺线管46开始驱动后多个点的设定时间经过时刻上的多个线圈电流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)求出修正值Pr时,可以由n元的Ir轴求出修正值Pr,或根据第1线圈电流测定值Ir1求出第1修正值Pr,再根据接下来的Ir测定值顺序地求出修正值Pr的Pr2、Pr3……Prn,最后将Prn作为最终的修正值。
此外,线圈电流由于温度、线圈电阻等产生的噪声等的叠加,会在测定时发生很大的变化。输出根据每次测定变化的修正值进行修正处理的驱动输出脉冲Pout时,产生使燃料喷射量不稳定、不适合发动机驱动的情况。
因此,在微电脑43中,计算并记录设定多数次的修正值和接近多数次的修正值的平均修正值。本次测定计算的修正值超过平均修正值的设定的允许值时,将进行求解下一次的驱动输出脉冲Pout的脉冲宽度Tout的修正处理,修正值在允许值范围以内则不进行修正处理。
图5是根据先前说明过的本发明涉及的螺线管驱动中的线圈电流的测定值Ir进行的修正处理中,螺线管驱动脉冲的修正值Pr的求解方法的概念示意图。如图所示,在构成本发明的微电脑内的存储器8内,例如在横轴上取线圈电流的测定值Ir(根据多个点的设定时间经过时刻上的n个线圈的电流值,求出修正值Pr时,n元的Ir轴),在纵轴上取燃料喷射需求量Qc,预设好描绘对应各种线圈电流的测定值Ir和燃料喷射需求量Qc的组合的修正值Pr的修正值图。就此线圈电流测定值Ir和燃料喷射需求量Qc的组合对应的修正值,根据试验等方式预先求出。这样的修正值图也可以是,如下所述的,变动因素为多个因素,超出n元的多元表示图。
根据上述的第1实施方式,根据螺线管46开始驱动后一个或多个点的设定时间经过时刻上的线圈电流值Ir和燃料需求喷射量对应的需求驱动脉冲Pw,对用于将驱动螺线管46的FET44实际开启、关闭的驱动输出脉冲Pout进行修正,在向燃料加压的同时进行燃料喷射的电磁式燃料喷射泵中,燃料喷射需求量和实际燃料喷射量间的关系为线性关系,可对燃料喷射需求量进行正确地修正。
(2)本发明的第2实施方式
其次,将本发明的第2实施方式所涉及的燃料喷射方法,应用于图1所示结构的电磁式燃料喷射***的情况作为一个示例进行说明。由于与先前的第1实施方式的示例重复,省略了关于电磁式燃料喷射***结构的说明。
此处,在本第2实施方式中,根据用燃料喷射需求量Qc的增加量与螺线管的驱动输出脉冲宽度Tout的增加量的比例表示的斜率修正值,和螺线管开始驱动到开始燃料喷射之间的修正后的无效时间,燃料喷射需求量Qc与斜率修正值的乘积值,再加上修正后的无效时间,求出驱动输出脉冲宽度Tout。
图6表示本第2实施方式中的燃料喷射控制***中的燃料喷射量Q和螺线管的驱动输出脉冲宽度Tout间的关系。如图6所示,脉冲宽度由零升到某值(Toffset)时,燃料喷射量Q一直为零,此后,伴随脉冲宽度的增大燃料喷射量Q值也会根据某斜率Td而增大。
螺线管46开始驱动后设定期间(Toffset)为没有开始实际的燃料喷射的时间,由于不影响喷射量,所以称为无效时间。此无效时间Toffset理所当然是受线圈电流的测定值Ir影响的变动值。因此,希望对于燃料喷射量进行更加适当的燃料喷射时,也有必要对这个Toffset进行修正。在图6中,斜率Td为燃料喷射要求量Qc的增加量与螺线管的驱动输出脉冲宽度的增加量之间的比例,在本申请中,称为斜率修正值Td。如果应用该Td及Toffset,为了正确地喷射燃料喷射需求量Qc而必须控制的驱动输出脉冲宽度Tout,将用式“Tout=Qc×Td+Toffset”表示。
但是,这段无效时间Toffet,是根据如上所述的线圈电流的大小而变化的,因此可作为线圈电流测定值Ir的函数表示。总之,按照线圈电流的测定值Ir,求出修正的无效时间Toffset的值。这个修正后的无效时间Toffset的值,例如对于作为线圈电流的第1点的Tr1时间经过后的线圈电流测定值Ir1,用Toffset的值描述的2元表示的图而求出。这个图将预先通过实验求出。
另外,燃料喷射需求量Qc与驱动输出脉冲宽度Tout间的关系为线性时,斜率修正值Td为与无效时间Toffset同样会成为线圈电流测定值Ir(例如Ir1)的函数。因此,这个斜率修正值Td的值,例如,可用Ir描绘Td值的2元表的图求出。但是,燃料喷射需求量Qc与驱动输出脉冲宽度Tout间的关系为非线性时,斜率修正值Td为线圈电流的测定值Ir与燃料喷射需求量Qc的函数。因此,在这个情况下,对于线圈电流的测定值Ir及燃料喷射需求量Qc,应用描绘斜率修正值Td的3元的图,求出斜率修正值Td。这个图将预先通过实验求出。
图7为表示在多种线圈电流的测定值Ir中的实际燃料喷射量Qout和用于最终燃料喷射的驱动脉冲宽度Tout间的关系的图表的示例。第7图所示的喷射量特性表,表示在线圈电流测定值Ir越大,无效时间越少的同时,对于相同的驱动输出脉冲宽度产生更多量的燃料喷射的事实。
图8表示无效时间Toffset与线圈电流测定值Ir间关系的一个示例。图9表示斜率修正值Td与线圈电流测定值Ir(例如Ir1)间关系的一个示例。当燃料喷射需求量Qc与驱动输出脉冲宽度Tout呈线性关系时,斜率修正值Td与线圈电流测定值Ir的关系与燃料喷射需求量Qc的值无关,仅呈图9所示的关系。
但在燃料喷射需求量Qc与驱动输出脉冲宽度Tout呈非线性关系时,对于各种燃料喷射需求量Qc,分别为如图9所示的关系。
图10为表示本第2实施方式中的修正后的驱动输出脉冲宽度Tout的求解方法的第2概念图。此处,如图所示,首先在乘法器75中进行与燃料喷射需求量Qc对应的需求驱动脉冲Pw与斜率修正值Td的乘法。此斜率修正值Td根据线圈电流测定值Ir由图表(map)81得到。
对于这个斜率修正值Td,也可以根据螺线管46开始驱动后多个点的设定时间经过时刻上的多个线圈电流值(Ir1、Ir2、Ir3……Irn)求出。这时,根据n元的Ir轴求出斜率修正值Td,或是根据第1线圈电流测定值Ir1求出,根据其后Ir测定值依次求得斜率修正值Td为Td2、Td3……Tdn,并将Tdn作为最终修正值。
而后,在加法器76中,将Qc×Td的值加上无效时间Toffset。此无效时间Toffset将采用根据线圈电流测定值Ir由图表82得到的修正过的无效时间Toffset。
于是,可以求得最终的可以用于燃料喷射的驱动输出脉冲宽度Tout。此处的乘法器75及加法器76均包含在微电脑43中。又,图表81、图表82均已存储于微电脑43内的数据存储部。
根据上述的本发明的第2实施方式,根据1个或多个线圈电流测定值Ir,或根据此线圈电流测定值Ir和燃料喷射需求量Qc,求出斜率修正值Td,并根据线圈电流测定值Ir求出修正后的无效时间Toffset,再应用这些修正后的无效时间Toffset及斜率修正值Td,对用于最终的燃料喷射的驱动输出脉冲宽度Tout进行修正。
由此,对燃料加压的同时进行燃料喷射的电磁式燃料喷射泵中,燃料喷射需求量对应的需求燃料脉冲Pw与燃料喷射量Q为非线性关系时,也可以对燃料喷射量Q进行恰当的修正。此外,在驱动脉冲宽度与燃料喷射量为线性关系的燃料喷射装置中,斜率修正值Td和修正后的无效时间Toffset可分别由2元图求出,所以可实现与应用3元图修正的情况相比,由于使用了简化了求解修正值计算的图,减少了存储器使用数量的优点。
(3)本发明的第3实施方式
图11是用于说明本第3实施方式所涉及的燃料喷射控制装置的控制组织构成图。这个控制组织构成如图11所示,在第2图所示的电磁式燃料喷射***中,添加了检测电源电压VB并向微电脑43供给这个检测值的电源电压检测电路49而构成的。而其它的结构与图2所示的结构相同。
图12表示本第3实施方式涉及的修正处理控制流程的示例。发动机开始发动时,即燃料喷射螺线管46第1次驱动时,由于没有前一次的燃料喷射周期,所以没有为求出斜率修正值Td及修正后的无效时间Toffset而可以参考的前一次的燃料喷射周期的开始燃料喷射后的1个或多个点上的线圈电流测定值Ir的数据。且装配这种发动机的汽车在下坡时发生燃料中断或等待交通信号灯时由于空载停运的燃料中断的情况下,燃料喷射中断后,与螺线管46再次驱动的情况是相同的。加之,在电池容量较小等情况下启动驱动发动机时,电源电压VB会极大地下降,由此不可能使微电脑复位并参考前一次燃料喷射式的Ir数据。
因此,在本第3实施方式中,形成了仅在发动机开始驱动时、或是由燃料中断导致的燃料喷射中断后的再次驱动螺线管46时的第1次驱动时,由电源电压检测电路49检测电源电压VB,根据这个检测值求出斜率修正值Td和修正后的无效时间Toffset的构造。
另外,虽然没有具体地图示出,但是用于描绘对于电源电压VB修正后的无效时间Toffset的图、用于描绘相对于电源电压VB斜率修正值Td的图是由实验预先求出,并存储在微电脑的存储器部内的。
应用根据电源电压VB的检测值求出的斜率修正值Td以及修正后的无效时间Toffset,由表达式“Tout=Qc×Td+Toffset”求出驱动输出脉冲宽度Tout的过程将与前面说明过的第2实施方式相同。
根据上述的第3实施方式,发动机开始驱动时及由燃料中断导致的燃料喷射中断后的再次驱动螺线管46时的第1次驱动时,根据对电源电压VB的检测,且此外的时间将根据前一次燃料喷射时检测的线圈电流测定值Ir,分别修正用于最终的燃料喷射的驱动输出脉冲宽度Tout,因此与第3实施方式相同地对燃料加压同时进行燃料喷射的电磁式燃料喷射***中可对燃料喷射量Q进行正确地修正。
此外,驱动脉冲输出宽度Tout与燃料喷射量Q为线性关系时,由于用于修正计算的图为2元的,所以具有可以实现简化修正计算的优点和减少图的存储器使用量的优点。
(4)本发明的第4实施方式
在本发明中,第4实施方式所涉及的燃料喷射控制方法,是为了防止在上述第1至第3实施方式中,测定螺线管46开始驱动后经过设定时间后的线圈电流时,由于测定时间的偏差引起的线圈电流测定值Ir偏离原值的方法。
例如,图2或图11所示构造的电磁式燃料喷射***,如图15所示,利用用于使驱动输出脉冲91开启的激励脉冲92,启动测定线圈电流检测时间Tr的定时器,进入激励等待状态93,再用此定时器的计数完毕的激励脉冲94,启动电流检测用的A/D转换器,进入激励等待状态95,用A/D转换完毕的激励脉冲96进行A/D转换值读入的软件处理。此处,定时器和电流检测用A/D转换器均内置于微电脑43中。
在上述软件处理中,如图16所示,产生定时器计数的激励脉冲94时,如果进行另外的激励脉冲处理97,在其完成后将启动电流检测用A/D转换器,因此可使线圈电流的采样时间仅偏移Ts,并检测出螺线管46开始驱动后经过Tr+Ts时间的时刻的线圈电流。
因此,如图17所示,线圈电流的检测值98将由原值、即驱动开始后经过Tr的时刻的线圈电流测定值Ir偏移到Is。用于开启驱动输出脉冲91的激励脉冲92发生时,由于进行另外的激励脉冲,因此在驱动输出脉冲91进入开启状态后,即刻使定时器启动的情况也是一样的。所以在第4实施方式中,将按以下说明的顺序进行线圈电流的测定。
第14图为表示本发明第4实施方式所涉及的燃料喷射控制方法中的处理顺序的一个示例的流程图。首先,开始螺线管的驱动开始激励脉冲处理,将记录驱动输出脉冲开启的交替时刻T1(输出传送值)(步骤S131),启动用于电流检测的定时器(步骤S132)。
然后,进行其它处理(步骤S133),一发出定时器的计数完成激励脉冲,就开始电流检测定时处理。一旦开始这个处理,就测定当前时刻、即将进行A/D转换的时刻T2(步骤S134),并计算求出T1时刻到T2时刻所经过的时间T2-T1(步骤S135)。
此处,将上述经过时间T2-T1与预先设定好的时间比较(步骤S136)。经过时间T2-T1在设定时间以内的情况下,就启动电流检测用A/D转换器开始A/D转换(步骤S137),终止用于电流检测的定时处理。
之后如果产生了A/D转换完毕的激励脉冲,则读入A/D转换处理中的A/D转换数值,根据这个值更新线圈电流的测定值Ir(步骤S138),终止全部的处理。这时,根据这个更新后的线圈电流测定值Ir,如第1及第3实施方式中所说明,进行螺线管驱动输出脉冲宽度的修正。
另一方面,根据步骤136的比较结果,如果经过时间T2-T1超过了设定时间,则不启动电流检测用A/D转换器,直接终止全部的处理。这时,根据没有更新过的线圈电流测定值Ir,即以前测定的线圈电流测定值Ir(例如,存储在微电脑43的RAM内),进行螺线管驱动输出脉冲宽度的修正。与根据燃料喷射开始后多个点上的n个线圈电流测定值Ir进行控制的情况相同。
根据上述第4实施方式,为了防止线圈电流测定值Ir在由其它的激励脉中产生的大幅偏移的测定时机(timing)上被测定,可以抑制根据由原值偏移的线圈电流测定值Ir进行修正而引起的A/F的变化。
本发明并不仅仅限于上述各实施方式,也可以进行多种变化。例如,在第1实施方式中,使脉冲宽度修正值Pr与燃料喷射需求量Qc对应的需求驱动脉冲Pw应用的运算器并不限于加法器,也可以为减法器、乘法器、除法器,或他们的组合,及进行其它运算的运算器。
并且本发明也不限于在上述各种的事实方式中说明过的电磁式燃料喷射***,也可以应用于,有螺线管的驱动输出脉冲宽度和燃料喷射量为类线性关系的特性的,具有燃料供给用压力调节器的燃料喷射装置。因为在这种燃料喷射装置中,驱动螺线管的动作开始时间(无效时间)等的动作特性会随线圈电流值或温度等因素发生变化。
工业实用性
本发明涉及一种用于向发动机等进行燃料供给的电子控制式燃料喷射控制方法及其控制装置,具有工业实用性。
Claims (12)
1、一种燃料喷射控制方法,其特征在于,测定在燃料喷射螺线管开始驱动后的一个或多个点的设定时间经过时刻上的流经上述螺线管的线圈电流,并根据上述线圈电流测定值,对上述螺线管的驱动停止时机进行修正调整。
2、一种燃料喷射控制方法,其特征在于该方法包含:
开始燃料喷射螺线管的驱动的步骤;
测定在上述螺线管开始驱动后的1个或多个点的设定时间经过时刻上的流经上述螺线管的线圈电流的步骤;
以及根据上述线圈电流测定值,求出用于修正上述螺线管驱动停止时机的修正值的步骤等各个步骤,
并应用上述修正值调整上述螺线管的驱动停止时机。
3、如权利要求1或2所述的燃料喷射控制方法,其特征在于,上述修正采用了由上述线圈电流测定值和对上述螺线管的燃料喷射需求量共同决定的修正值。
4、如权利要求1或2记载的燃料喷射控制方法,其特征在于,上述修正采用了对于由上述线圈电流测定值和对上述螺线管的燃料喷射需求量的各种组合预先设定并根据上述组合进行选择的修正值。
5、如权利要求1或2所述的燃料喷射控制方法,其特征在于,上述螺线管驱动停止时机的修正包括:
符合上述线圈电流测定值及对上述螺线管的燃料喷射需求量中一项或均符合而设定的、用燃料喷射需求量的增加量与上述螺线管驱动输出脉冲宽度的增加量的比例表示的斜率修正值的求解步骤;
符合上述电流测定值而设定的上述螺线管开始驱动后到燃料喷射开始前的修正后的无效时间的求解步骤;
以及将上述燃料喷射需求量与上述斜率修正值的乘积值加上无效时间所得的修正值的求解步骤等各个步骤,并应用上述修正值调整上述螺线管的停止时机。
6、如权利要求1或2所述的燃料喷射控制方法,其特征在于,在发动机开始发动时、或在再次启动意外中断的燃料喷射时的第一次驱动时的上述螺线管的驱动时间的设定中,测定加在上述螺线管的电源电压,根据该电源电压测定值,修正上述螺线管的驱动停止时机。
7、一种燃料喷射控制装置,其特征在于该装置包括:
燃料喷射螺线管的驱动设备;
测定在燃料喷射螺线管开始驱动后的一个或多个点的设定时间经过时刻上的流经上述螺线管的线圈电流的电流测定设备;
以及根据上述线圈电流测定值,求出用于上述螺线管驱动停止时机的修正值,并应用该修正值对上述螺线管驱动停止时机进行调整的控制设备。
8、如权利要求7所述的燃料喷射控制装置,其特征在于该装置具有,在上述螺线管停止驱动时,将该螺线管放出的能量作为该螺线管的驱动能量进行再利用的反馈电路。
9、如权利要求7所述的燃料喷射控制装置,其特征在于,上述反馈电路包括,当上述螺线管驱动停止时用上述螺线管放出的能量进行充电的电容器。
10、如权利要求7至9中任意一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于,上述修正值由上述线圈电流测定值和对上述螺线管的燃料需求量共同决定的。
11、如权利要求7至9中任意一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于,上述修正值是对于上述线圈电流测定值和上述螺线管的燃料喷射需求量的多种组合预先设定并根据上述组合而选择的。
12、如权利要求7至9中任意一项所述的燃料喷射控制装置,其特征在于上述控制装置具备:
存储上述螺线管电流测定值的存储设备;
符合存储于上述存储设备的线圈电流测定值及对上述螺线管的燃料喷射需求量中一项或均符合而设定的,用燃料喷射需求量的增加量和上述螺线管驱动输出脉冲宽度的增加量之间的比例表示的斜率修正值求解设备;
符合存储在上述存储设备的上述线圈电流测定值而设定的从上述螺线管开始驱动后到燃料喷射开始前的修正后的无效时间的求解设备;
以及将上述燃料喷射需求量与上述斜率修正值的乘积值加上上述修正后的无效时间得到的上述修正值的求解设备等各个设备,并用上述修正值调整上述螺线管的停止时机。
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JPH04308338A (ja) | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
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Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080924 Termination date: 20100130 |