本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的燃料噴射裝置的升壓電路。

背景技術(shù)：

作為本領(lǐng)域的背景技術(shù)，例如有日本特開2011-247192號公報。本公報中在燃料噴射裝置的升壓電路中測量升壓電容器放電后到恢復(fù)到設(shè)定電壓為止的升壓開關(guān)次數(shù)，當(dāng)超過了設(shè)定的開關(guān)次數(shù)的標準時許可燃料噴射閥驅(qū)動。本公報的目的不是進行劣化判定，而是等待在初期使用時能力下降的電容器的恢復(fù)并重啟升壓電路的動作。

另外，作為本領(lǐng)域的背景技術(shù)，例如有日本特開2011-247192號公報。本公報中在燃料噴射裝置的升壓電路中監(jiān)視對升壓充電器的充電電壓的穩(wěn)定值，如果是正常則通過表示通常的噴射脈沖寬度以及噴射時期的控制信號來驅(qū)動燃料噴射閥，如果不正常則修正噴射脈沖寬度以及噴射時期。本公報中對升壓充電器的充電電壓監(jiān)視穩(wěn)定值，但是穩(wěn)定值不產(chǎn)生變化，因此難以檢測升壓電容器的劣化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-247192號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明的目的為，在通過燃料噴射而使用的升壓電路中，區(qū)別地檢測升壓電路的故障或特性變化、其中由于升壓電容器的劣化或斷線造成的容量下降以及電流監(jiān)視電路、線圈、外部連接燃料噴射閥等的失敗。

用于解決問題的手段

關(guān)于本發(fā)明的目的，作為一例能夠通過監(jiān)視升壓電容器的充電放電而達成。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，在通過燃料噴射而使用的升壓電路中，能夠區(qū)別地檢測升壓電路的故障或特性變化、其中由于升壓電容器的劣化或斷線造成的容量下降以及電流監(jiān)視電路、線圈、外部連接燃料噴射閥等的失敗。

附圖說明

圖1是關(guān)于本發(fā)明的燃料噴射裝置的概要。

圖2是用于進行本發(fā)明的控制單元框圖。

圖3是升壓電壓生成的電路框圖。

圖4是升壓電壓生成的電壓、電流波形。

圖5是本發(fā)明的升壓電路結(jié)構(gòu)。

圖6是升壓電容器劣化時的升壓電壓波形。

圖7是燃料噴射閥關(guān)閥時的升壓電壓下降幅度監(jiān)視方法流程圖。

圖8是每次升壓開關(guān)的升壓電壓上升幅度監(jiān)視方法流程圖。

圖9是升壓電路故障場所的區(qū)別方法。

具體實施方式

以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的一個實施例詳細進行說明。

最初使用圖1說明本實施方式的搭載燃料噴射控制裝置的內(nèi)燃機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。引擎1具備活塞2、吸氣閥3、排氣閥4。吸氣通過空氣流量計(AFM)20進入節(jié)流閥19，通過作為分支部的收集器15經(jīng)由吸氣管10、吸氣閥3提供給引擎1的燃燒室21。燃料通過低壓燃料泵24從燃油箱23提供給內(nèi)燃機，進而通過高壓燃料泵25被提高到燃料噴射所需要的壓力。通過高壓燃料泵25而升壓的燃料從燃料噴射閥5噴射提供給引擎1的燃燒室21，通過點火線圈7、火花塞6進行點火。通過燃料壓力傳感器26測量燃料的壓力。

燃燒后的廢氣經(jīng)由排氣閥14被排出到排氣管11。排氣管11具備用于廢氣凈化的三元催化劑12。ECU(引擎控制單元)9內(nèi)置燃料噴射控制裝置27，被輸入引擎1的曲柄角傳感器16的信號、AFM20的空氣量信號、檢測廢氣中的氧氣濃度的氧氣傳感器13的信號、油門開度傳感器22的油門開度、燃料壓力傳感器26等的信號。ECU9根據(jù)油門開度傳感器22的信號計算對引擎的請求轉(zhuǎn)矩，并且進行空閑狀態(tài)的判定等。ECU9具備根據(jù)曲柄角傳感器16的信號計算引擎轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測單元。

另外，ECU9計算引擎1所需要的吸入空氣量，將與其相稱的開度信號輸出給節(jié)流閥19。另外，ECU9的燃料噴射控制裝置27計算與吸入空氣量對應(yīng)的燃料量，輸出用于燃料噴射閥5進行燃料噴射的電流，將點火信號輸出給火花塞6。

排氣管11和收集器15之間通過EGR通路18連接。EGR通路18的中途具備EGR閥14。EGR閥14的開度由ECU9進行控制，根據(jù)需要，排氣管11，中的廢氣回流到吸氣管10中。

圖2表示燃料噴射裝置驅(qū)動電路的電路框圖。燃料噴射裝置一般內(nèi)置在圖1所示的ECU9中。電池41的電壓被提供給ECU9，該電壓被提供給電源IC43、驅(qū)動器IC47、燃料噴射裝置驅(qū)動用升壓電路51以及高端驅(qū)動器52等。另外，通過電源IC43，電壓被提供給個人計算機44、驅(qū)動器IC47等。驅(qū)動器IC47具有與個人計算機44的通信部49、升壓電路驅(qū)動部50以及驅(qū)動器驅(qū)動部48。從升壓電路驅(qū)動部50向升壓電路51發(fā)送開關(guān)信號，將通過升壓電路而升壓的電壓提供給高端驅(qū)動器52。另外，通過升壓電路51而升壓的電壓反饋給升壓電路驅(qū)動部50，驅(qū)動器IC47判斷是否再次發(fā)送開關(guān)信號。另外，通過升壓電路51而升壓后的電壓能夠反饋給個人計算機44的A/D變換器45，能夠根據(jù)A/D值，從位于個人計算機44中的通信部46將信號發(fā)送給驅(qū)動器IC47。另外，個人計算機44所具有的A/D變換器除了升壓電壓以外能夠輸入/監(jiān)視來自燃壓傳感器、溫度傳感器等的信號。個人計算機44另外還具有驅(qū)動外部負荷或監(jiān)視來自外部的信號的輸入輸出端口42。高端驅(qū)動器52能夠得到升壓電路51和電池41系統(tǒng)的電源，具有通過升壓電壓進行驅(qū)動的驅(qū)動器52a和通過電池電壓進行驅(qū)動的驅(qū)動器52b。具有通過驅(qū)動器驅(qū)動部48的驅(qū)動信號(A、B)使電流流過具有線圈的負荷54的作用。低端驅(qū)動器53具有通過來自驅(qū)動器驅(qū)動部48的驅(qū)動信號(C)使來自具有線圈的負荷54的電流流過地電位的作用。另外，高端驅(qū)動器52和低端驅(qū)動器53的任意一個或雙方具有使用了分流電阻等的電流檢測功能以及終端電壓的檢測功能，檢測流過驅(qū)動器以及負荷54的電流值，將該電流值進行反饋，從而進行驅(qū)動器驅(qū)動。另外，通過這些功能能夠進行對驅(qū)動器的過電流和終端的電源線接觸短路(天絡(luò))、接地短路的檢測。這里，可以在驅(qū)動器IC47的內(nèi)部、外部的任意一個具有升壓電路51、高端驅(qū)動器52以及低端驅(qū)動器53。也可以通過驅(qū)動器和預(yù)驅(qū)動器任意一個的作用使用驅(qū)動器IC47。

圖3是詳細說明了升壓電路51的圖。如果接通升壓驅(qū)動器63的柵極電壓Vg，則電流I從電池41經(jīng)由分流電阻61、升壓線圈62、升壓驅(qū)動器63流過GND。此時的電流通過升壓電路驅(qū)動部50檢測為分流電阻61的兩端電壓，在檢測出所設(shè)定的最大電流值時將升壓驅(qū)動器63設(shè)為切斷。此時，通過升壓線圈62的反電動勢，電流I流過升壓二極管64。發(fā)揮將流過了二極管的電流暫時蓄積的作用的是升壓電容器65。接著，當(dāng)流過分流電阻61的電流變小時再次使升壓驅(qū)動器63接通，電流值增加。通過該重復(fù)使電流繼續(xù)流過升壓二極管64，通過將該電流蓄積到升壓電容器65中而生成升壓電壓。另外，在升壓電路中具備監(jiān)視升壓電壓的電路66，電壓低時進行升壓，當(dāng)電壓達到預(yù)定值時為了停止升壓而監(jiān)視升壓電壓。圖4是表示升壓動作的波形的圖。用于接通升壓驅(qū)動器的柵極信號為Vg，當(dāng)其成為接通時，升壓驅(qū)動器63的漏極電壓Vd下降到0V附近，電流I增大。當(dāng)電流I達到所設(shè)定的最大(Max)電流時，將升壓驅(qū)動器63的柵極信號Vg切斷。此時Vd達到與升壓電壓相當(dāng)，電流I流過升壓二極管64一側(cè)，蓄積到升壓電容器65中，但是電流值自身隨時間而下降。當(dāng)達到所設(shè)定的最小(Min)電流時再次將升壓驅(qū)動器63接通，因此通過重復(fù)該動作而進行圖4的動作。進行該動作直到升壓電壓達到設(shè)定值為止。另外，圖的斜線部是實際上流過升壓二極管64的電流，是用于升壓的電流。如果進行該動作，則升壓電路成為圖4的升壓電壓那樣的波形。如果開始對燃料驅(qū)動閥的噴射，則升壓電壓下降直到達到峰值電流為止。到達峰值電流后，不使用升壓電壓，因此升壓電壓通過升壓電路的開關(guān)驅(qū)動而一點點恢復(fù)。當(dāng)Vg為切斷時電流流過升壓電容器，因此升壓電壓上升，當(dāng)Vg為接通時電流不進入升壓電容器，因此不上升(進行自然放電因此有若干下降)。通過該重復(fù)進行通過Vg開關(guān)的升壓直到升壓電壓成為預(yù)定值為止。

本發(fā)明的目的為通過監(jiān)視升壓電壓的動向來確認升壓電路的劣化狀態(tài)。

圖5、圖6是作為本發(fā)明的權(quán)利要求1～3的實施例而進行說明的圖。圖5是針對圖3具備對于所讀入的升壓信號、升壓電壓的判斷部67的圖。驅(qū)動器IC47的內(nèi)部或外部具備判斷部67，判斷部67是監(jiān)視2次測定點處的升壓電壓的差值和升壓電路的接通/切斷驅(qū)動并進行診斷的部分。圖6中針對圖4附加升壓電容器65的容量下降時的升壓電壓波形(圖中的虛線)。當(dāng)由于升壓電容器65的劣化或斷線而容量下降時，升壓電壓下降到燃料噴射閥的開閥的幅度變大(通常時(1)→容量下降時(1)’)。通過讀取燃料噴射閥的噴射開始時的電壓Va以及對燃料噴射閥的電流達到峰值時的升壓電壓Vb差，在從通常時大幅下降時進行診斷。

接著，當(dāng)對燃料噴射閥的電流達到峰值后，進入升壓電壓恢復(fù)動作，但是為了確認1次開關(guān)的上升電壓值而監(jiān)視切斷升壓驅(qū)動器63之前的電壓Vb和接通升壓驅(qū)動器63之前的電壓Vc。其差值在由于升壓電容器65的劣化或斷線造成容量下降時變大(通常時(2)→容量下降時(2)’)。通過讀取這期間的升壓電壓差，在相對通常時大幅上升時進行診斷。

圖7、圖8是將圖6的說明內(nèi)容流程化的圖。圖7中，監(jiān)視燃料噴射前的升壓電壓Va(101)，監(jiān)視燃料噴射電流達到峰值的時間點的升壓電壓Vb(102)。之后，取得差值(1)(103)，如果該差值在預(yù)定值V1以下則進行通常驅(qū)動(104)，如果是V1以上則進行診斷(105)。圖8中，監(jiān)視切斷升壓驅(qū)動器63之前(最大電流檢測時)的電壓Vb(201)，也監(jiān)視接通之前(最小電流檢測時)的電壓Vc(202)。之后，取得差值(2)(203)，如果該差值在預(yù)定值V2以下則進行通常驅(qū)動(204)，如果是V2以上則進行診斷(205)。

如果進行以上的測定方法，則能夠在與通常時不同的情況下進行診斷，但是當(dāng)在圖7、圖8的任何一個診斷方法的情況下，有時會不能夠區(qū)別其它要素的劣化或特性變動，因此通過使用圖7、圖8雙方能夠確定為升壓電容器65的劣化、斷線等特性變化。將該圖示為圖9，其是作為權(quán)利要求1、4的實施例進行說明的圖。特性變化除了升壓電容器65的容量值之外，還有用于電流監(jiān)視的分流電阻61的電阻值、升壓線圈62的電感、與外部連接的燃料噴射閥的電阻值等。圖中表示這些數(shù)值變大或變小時的電壓(1)、電壓(2)的變化。例如，當(dāng)電壓(1)的變化比通常動作時要大，變得比閾值V1大，并且電壓(2)的變化比通常動作時大，變得比閾值V2大時能夠與升壓電容器65的異常(劣化、斷線等)進行區(qū)別。另外，電壓(1)的變化與通常動作時沒有變化，但是當(dāng)電壓(2)的變化比通常動作時要大，變得比閾值V2大時，分流電阻61的電阻值變小或升壓線圈62的電感變大。這樣只能監(jiān)視(1)和(2)的任意一方時，有不能與其他特性變化區(qū)別的部分，但是在監(jiān)視(1)和(2)兩者時，能夠與其它特性變化進行區(qū)別。

(發(fā)明效果)根據(jù)以上的本發(fā)明，具有控制對開關(guān)驅(qū)動燃料噴射閥的線圈的通電的驅(qū)動電路，在比電池電壓高的升壓電壓和通過電池電壓進行開關(guān)驅(qū)動的內(nèi)燃機的燃料噴射裝置中，監(jiān)視燃料噴射閥的開閥時的升壓電壓下降幅度以及為了升壓電壓恢復(fù)而進行的開關(guān)時的每一次的上升幅度，從而檢測升壓電路的故障、特性變化，也能區(qū)別地檢測其中由于升壓電容器的劣化或斷線造成的容量下降以及電流監(jiān)視電路、線圈、外部連接燃料噴射閥等的故障或特性變化。

附圖標記的說明

1：引擎、2：活塞、3：吸氣閥、4：排氣閥、5：燃料噴射閥、6：火花塞、7：點火線圈、8：水溫傳感器、9：ECU(引擎控制單元)、10：吸氣管、11：排氣管、12：三元催化劑、13：氧氣傳感器、14：EGR閥、15：收集器、16：曲柄角傳感器、18：EGR通路、19：節(jié)流閥、20：AFM、21燃燒室、22：油門開度傳感器、23：燃油箱、24：低壓燃料泵、25：高壓燃料泵、26：燃料壓力傳感器、27：燃料噴射控制裝置、41：電池、42：個人計算機的輸入輸出端口、43：電源IC、44：個人計算機、45：A/D變換器、46：個人計算機內(nèi)部的通信部、47：驅(qū)動器IC(或預(yù)驅(qū)動器)、48：驅(qū)動器驅(qū)動部、49：驅(qū)動器IC內(nèi)部的通信部、50：升壓電路驅(qū)動部、51：升壓電路、52：高端驅(qū)動器、53：低端驅(qū)動器、54：線圈負荷(燃料噴射裝置)、61：分流電阻、62：升壓線圈、63：升壓驅(qū)動器、64：升壓二極管、65：升壓電容器、66：升壓電壓監(jiān)視電路、67：對于升壓電壓的判斷部。