內(nèi)燃機(jī)控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，在內(nèi)燃機(jī)控制裝置的噴射器電流下降時(shí)，既抑制驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱，又迅速下降從而加快噴射器的關(guān)閥響應(yīng)速度。為此，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具備驅(qū)動(dòng)噴射器電流的驅(qū)動(dòng)電路和升壓電池電壓的升壓電路，還具備：峰值電流路徑，其用于將升壓電路的升壓電壓經(jīng)由升壓側(cè)開關(guān)元件以及升壓側(cè)保護(hù)二極管來導(dǎo)入到噴射器的上游；保持電流路徑，其將電池電壓經(jīng)由電池側(cè)開關(guān)元件以及電池側(cè)保護(hù)二極管來導(dǎo)入到噴射器的上游；接地電流路徑，其從噴射器的下游側(cè)起經(jīng)由下游側(cè)開關(guān)元件與電源接地連接；和再生路徑，其使噴射器的電能從噴射器的下游側(cè)起經(jīng)由電流再生二極管在升壓電路中再生，在再生路徑中，與電流再生二極管串聯(lián)地設(shè)置有電壓調(diào)整部，驅(qū)動(dòng)電路控制開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)。
【專利說明】?jī)?nèi)燃機(jī)控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在以汽油或輕油等為燃料的汽車、摩托車、農(nóng)耕機(jī)、機(jī)床、船舶設(shè)備等中使用對(duì)電池電壓升壓后的高電壓來驅(qū)動(dòng)負(fù)載的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，特別是在驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)直噴式噴射器方面適合的內(nèi)燃機(jī)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，在以汽油或輕油等為燃料的汽車、摩托車、農(nóng)耕機(jī)、機(jī)床、船舶設(shè)備等的內(nèi)燃機(jī)控制裝置中，以耗油率或輸出提高為目的，使用具備在氣缸內(nèi)直接噴射燃料的噴射器的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，這樣的噴射器被稱作“缸內(nèi)直噴式噴射器”或者“直噴噴射器”亦或僅稱作“DI”。與作為當(dāng)前的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的主流的、作成空氣和燃料的混合氣體然后噴射到氣缸內(nèi)的方式比較，在利用缸內(nèi)直噴式噴射器的發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于使用加壓到高壓的燃料，因此對(duì)噴射器的開閥動(dòng)作而言需要較高的能量。另外，為了提高高速旋轉(zhuǎn)的控制性，需要在短時(shí)間內(nèi)將該較高的能量提供給噴射器。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)的控制氣缸內(nèi)直噴式噴射器的內(nèi)燃機(jī)控制裝置中，多采用這樣的方式:設(shè)置升壓到比電池電壓更高電壓的升壓電路，并通過在此產(chǎn)生的升壓電壓來在短時(shí)間內(nèi)使到噴射器的通電電流上升。代表性的直噴噴射器的峰值電流，與在當(dāng)前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中作為主流的、作成燃料和空氣的混合氣體然后噴射到氣缸內(nèi)的方式的噴射器電流比較，是5?20倍左右大的電流。
[0004]在氣缸內(nèi)噴射燃料后的噴射器的快速的關(guān)閥在以下方面是有效的:使各氣缸的噴射器間的偏差所致的響應(yīng)時(shí)間的不同、以及進(jìn)而造成的使氣缸間的燃料噴射量的偏差減少；更高精度地進(jìn)行燃料噴射量的控制；或者，由于關(guān)閥響應(yīng)速度快，故減少燃料的多余的噴射從而改善耗油率。因此，需要縮短噴射器電流的下降期間，快速截?cái)鄧娚淦麟娏鳌?br> [0005]但是，在噴射器中流過噴射器電流從而蓄積較高的能量，為了截?cái)嘣撾娏?，需要從噴射器消減該能量。為了使其在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，采用了各種各樣的方式，如利用驅(qū)動(dòng)噴射器電流的驅(qū)動(dòng)電路的下游側(cè)開關(guān)元件(FET)的齊納二極管效應(yīng)，來將能量變換成熱能的方式，或通過電流再生二極管使噴射器電流在升壓電路的升壓電容器中再生的方式等。無論哪一種方式，為了加速噴射器電流的下降，都需要增大噴射器的每單位時(shí)間的能量消減量。
[0006]在前者的方式中，如專利文獻(xiàn)I所記載的那樣，利用齊納二極管效應(yīng)，用下游側(cè)開關(guān)元件(槽(sink)用的第三開關(guān)元件)使噴射器的通電能量變換成熱能來進(jìn)行。要想增大噴射器的單位時(shí)間的能量消減量，需要選擇齊納二極管電壓高的部件，但若齊納二極管電壓變高，則下游側(cè)開關(guān)元件發(fā)出的熱能將會(huì)變大，因此，該方式不適合利用大電流的驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]與此相對(duì)，在后者的方式中，通過從噴射器的下游側(cè)與升壓電路連接的電流再生二極管，來使噴射器的電能在升壓電路中再生，因此，即使在噴射器中有大電流流過，也能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)電路的發(fā)熱抑制得較低。然而，由于再生目的地的電壓被固定于升壓電壓(100A)，故噴射器的電能的每單位時(shí)間的消減量、和噴射器電流的下降時(shí)間將大致依賴于升壓電壓而受到限制。
[0008]根據(jù)以上所述，為了在使噴射器的電能在升壓電路中再生，且極力抑制驅(qū)動(dòng)電路的熱能的產(chǎn)生的同時(shí)，使噴射器電流快速下降，期望升高噴射器電流的再生目的地的電壓。
[0009]專利文獻(xiàn)I JP特開2003-106200號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種具備驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其能夠既抑制噴射器電流下降時(shí)的電能被變換成驅(qū)動(dòng)電路的熱能，又在升壓電路中再生剩余的電能，且將噴射器電流的下降控制在短時(shí)間內(nèi)，加快噴射器的關(guān)閥響應(yīng)速度。
[0011]為了解決上述課題，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具備對(duì)噴射器電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路、和對(duì)電池電壓進(jìn)行升壓的升壓電路，該噴射器電流用于控制對(duì)燃料進(jìn)行噴射的噴射器，其中，該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備:峰值電流路徑，其用于將所述升壓電路的升壓電壓經(jīng)由升壓開關(guān)元件以及升壓側(cè)保護(hù)二極管來導(dǎo)入到所述噴射器的上游，并驅(qū)動(dòng)峰值電流；保持電流路徑，其用于將所述電池電壓經(jīng)由電池側(cè)開關(guān)元件以及電池側(cè)保護(hù)二極管來導(dǎo)入到所述噴射器的上游，并驅(qū)動(dòng)保持電流；接地電流路徑，其從所述噴射器的下游側(cè)起，經(jīng)由下游側(cè)開關(guān)元件與電源接地連接；和再生路徑，其使所述噴射器的電能從所述噴射器的下游側(cè)起經(jīng)由電流再生二極管而在所述升壓電路中再生，在所述再生路徑中，與所述電流再生二極管串聯(lián)地設(shè)置有電壓調(diào)整部，所述驅(qū)動(dòng)電路控制所述開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠既確保使驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)直噴式噴射器所需的高電壓產(chǎn)生的功能，又抑制噴射器產(chǎn)生的電能所致的驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱，使在升壓電路的升壓電容器中再生，使噴射器電流快速下降，從而減少燃料噴射量的偏差，能夠進(jìn)行高精度的控制，起到使多余的燃料的噴射的減少，改善耗油率等的顯著的作用效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例1?5的代表性的動(dòng)作波形的例子。
[0014]圖2表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例1的電路構(gòu)成。
[0015]圖3表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例2的電路構(gòu)成。
[0016]圖4表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例3的電路構(gòu)成。
[0017]圖5表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例4的電路構(gòu)成。
[0018]圖6表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例5的電路構(gòu)成。
[0019]圖7表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例6的電路構(gòu)成。
[0020](符號(hào)說明)
[0021]1:電池電源、3-1:噴射器(injector) 1、3-1A:噴射器I電流、3-2:噴射器2、3_2A:噴射器2電流、4:電源接地、100:升壓電路、100A:升壓電壓、100B:升壓電壓(升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻下游)、200:驅(qū)動(dòng)電路、201:升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻、201A:升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電流、202:升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET、203:升壓側(cè)保護(hù)二極管、210:電池電源、211:電池側(cè)電流檢測(cè)電阻、211A:電池側(cè)驅(qū)動(dòng)電流、212:電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET、213:電池側(cè)保護(hù)二極管、220-1:下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET1、220-2:下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2、221:下游側(cè)流檢測(cè)電阻、221A:下游側(cè)驅(qū)動(dòng)電流、222:回流二極管(recirculation diode) >240:噴射器控制電路、241:升壓側(cè)電流檢測(cè)電路、241A:升壓高壓偵U電流檢測(cè)信號(hào)、242:電池側(cè)電流檢測(cè)電路、242A:電池高壓側(cè)電流檢測(cè)信號(hào)、243:下游側(cè)電流檢測(cè)電路、243A:低壓側(cè)電流檢測(cè)信號(hào)、244:低壓側(cè)電壓檢測(cè)電路、244A:低壓側(cè)電壓檢測(cè)信號(hào)、250:柵極驅(qū)動(dòng)邏輯電路、250A:升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET控制信號(hào)、250B:電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET控制信號(hào)、250C:下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl控制信號(hào)、250D:下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2控制信號(hào)、300:控制電路、300B:驅(qū)動(dòng)電路和控制電路間通信信號(hào)、300C:噴射器開閥信號(hào)、300D:噴射器I驅(qū)動(dòng)信號(hào)、300E:噴射器2驅(qū)動(dòng)信號(hào)、400:噴射器I通電信號(hào)、401:噴射器I非通電信號(hào)、410:噴射器開閥通電信號(hào)、411:噴射器開閥非通電信號(hào)、500:電源接地電壓、520:峰值電流停止電流、530:保持I停止電流、531:保持I開始電流、540:保持2停止電流、541:保持2開始電流、560:峰值電流通電期間、561:峰值電流下降期間、570:保持I電流期間、571:保持I電流下降期間、580:保持2電流期間、581:通電電流下降期間
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式，利用附圖進(jìn)行說明。
[0023](實(shí)施例1)
[0024]圖2表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例1的電路構(gòu)成。實(shí)施例1是應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)噴射器3-1，3-2的驅(qū)動(dòng)電路200的例子，各部位的代表性的動(dòng)作波形的例子由圖1表不。
[0025]在使用對(duì)電池電壓I升壓后的升壓電壓100A的直噴噴射器中，一般用兩個(gè)以上的噴射器3-1，3-2來共有驅(qū)動(dòng)電路200。在實(shí)際的設(shè)備中，雖然在4?8氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用一個(gè)內(nèi)燃機(jī)控制裝置，但驅(qū)動(dòng)電路200能夠用一個(gè)電路來驅(qū)動(dòng)多個(gè)噴射器。在圖2中，示出了將一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于兩個(gè)噴射器的情況。
[0026]升壓電路100進(jìn)一步由多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路200共有，通常發(fā)動(dòng)機(jī)I中搭載I?4電路。升壓電路共有驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)目由以下決定:為了在圖2中的噴射器電流3-1A的峰值電流通電期間560內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而所需的能量、發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)數(shù)、用對(duì)于同一氣缸下的一次燃燒的來自噴射器的燃料噴射次數(shù)等來決定的升壓恢復(fù)期間或升壓電路100的自熱等。
[0027]由升壓電路100升壓后的升壓電壓100A，經(jīng)由將用于檢測(cè)來自升壓電路100的流出電流的過電流或者噴射器3-1，3-2側(cè)的線束(harness)斷線等的升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電流201A變換成電壓的升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201、用于在圖1中的噴射器電流3-1A的峰值電流通電期間560內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET202、以及用于防止升壓電路100故障時(shí)的反向電流的升壓側(cè)保護(hù)二極管203，與噴射器3-1，3-2的上游側(cè)連接。
[0028]在噴射器3-1，3-2的上游側(cè)，依次連接有電池側(cè)電流檢測(cè)電阻211、電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212、和電池側(cè)保護(hù)二極管213。電池側(cè)電流檢測(cè)電阻211為了檢測(cè)來自電池電源210的過電流或者噴射器3-1，3-2側(cè)的線束斷線等而將電池側(cè)驅(qū)動(dòng)電流21IA變換成電壓，電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212用于驅(qū)動(dòng)圖2所示的噴射器電流3-1A的保持I停止電流530和保持2停止電流540，電池側(cè)保護(hù)二極管213用于防止從升壓電壓100A向電池電源210的反向流動(dòng)。
[0029]與多個(gè)噴射器3-1，3-2分別連接有下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET。通過下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)或者下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2 (220-2)的開關(guān)操作來決定被通電的噴射器3_1，3_2，在各噴射器中流動(dòng)的噴射器電流3-1A，3-2A在下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET的更下游處匯集，并經(jīng)由將電流變換成電壓的下游側(cè)電流檢測(cè)電阻221而流入電源接地4。[0030]另外，下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)或者下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2 (220-2)的漏極端子，與用于檢測(cè)到噴射器3-1，3-2的下游側(cè)的異常電壓的短路或線束的斷線等的電壓檢測(cè)電路244連接。該電壓檢測(cè)電路244，在升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET202、電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212、以及下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)或者下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2 (220-2)被截?cái)嗟那闆r下，具有反饋控制功能，該反饋控制功能用于由微弱的上拉(pull-up)電流將噴射器3-1，3-2的下游側(cè)固定到規(guī)定電壓310。
[0031]另外，在對(duì)噴射器電流3-1Α，3-2Α進(jìn)行通電的期間，為了通過使上游側(cè)的升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET202和電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212同時(shí)截?cái)喽顾x擇的噴射器3_1或者3_2側(cè)的下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)或者下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2 (220-2)通電，來使生成的噴射器的再生電流回流，從而從電源接地4起,在上述噴射器的上游側(cè)連接回流二極管(recirculation diode) 222。
[0032]另外，在通上噴射器電流3-1Α，3-2Α的期間，為了使在對(duì)上游側(cè)的升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET202、電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212、下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)以及下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2 (220-2)全部進(jìn)行截?cái)嗟那闆r下、所選擇的噴射器3-1，3-2的電能在升壓電路100中再生，將電流再生二極管260,261從噴射器的下游起與升壓電路的升壓電壓側(cè)連接。
[0033]噴射器控制電路240中的升壓側(cè)電流檢測(cè)電路241通過升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201來檢測(cè)升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電流201A，并將升壓高壓(high side)側(cè)電流檢測(cè)信號(hào)241A向著柵極驅(qū)動(dòng)邏輯電路250進(jìn)行輸出。同樣地，電池側(cè)電流檢測(cè)電路242通過電池側(cè)電流檢測(cè)電阻211來檢測(cè)電池側(cè)驅(qū)動(dòng)電流211A，并將電池高壓側(cè)電流檢測(cè)信號(hào)242A向著柵極驅(qū)動(dòng)邏輯電路250進(jìn)行輸出。同樣地，下游側(cè)電流檢測(cè)電路243通過下游側(cè)電流檢測(cè)電阻221來檢測(cè)下游側(cè)驅(qū)動(dòng)電流221A，并將低壓側(cè)電流檢測(cè)信號(hào)243A向著柵極驅(qū)動(dòng)邏輯電路250進(jìn)行輸出。
[0034]另外，控制電路300基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或來自各種傳感器的輸入條件，將噴射器開閥信號(hào)300C、噴射器I驅(qū)動(dòng)信號(hào)300D、噴射器2驅(qū)動(dòng)信號(hào)300E向著柵極驅(qū)動(dòng)邏輯電路250進(jìn)行輸出。
[0035]設(shè)置于噴射器控制電路240中的柵極驅(qū)動(dòng)邏輯電路250基于上述信號(hào)，輸出升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET控制信號(hào)250A、電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET控制信號(hào)250B、下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl控制信號(hào)250C以及下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2控制信號(hào)250D，并通過這些信號(hào)來控制升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET202、電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212、下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)以及下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FET2 (220-2)的驅(qū)動(dòng)元件的開關(guān)。
[0036]另外，控制電路300和噴射器控制電路240通過驅(qū)動(dòng)電路和控制電路間通信信號(hào)300B,從峰值電流停止電流520、保持I停止電流530、保持I開始電流531、保持2停止電流540、保持2開始電流541、峰值電流保持期間、保持I電流期間570、保持2電流期間580、以及峰值電流的有無、峰值電流保持的實(shí)施有無、峰值電流下降沿的陡/緩的切換、保持I電流的實(shí)施有無、保持I電流下降沿的陡/緩的切換、過電流檢測(cè)、斷線檢測(cè)、過熱保護(hù)、升壓電路故障等的診斷結(jié)果等噴射器控制電路240自身的控制信號(hào)中對(duì)需要的信息進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)良好的噴射器驅(qū)動(dòng)。
[0037]在這種驅(qū)動(dòng)電路200中，代表性的直噴噴射器的電流波形是圖1所示的噴射器I電流3-1A。在通電初始的峰值電流通電期間560使用升壓電壓，使噴射器電流3-1A在短時(shí)間內(nèi)上升到預(yù)先規(guī)定的峰值電流停止電流520。該峰值電流，與作為當(dāng)前在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中作為主流的、作成燃料和空氣的混合氣體然后噴射到氣缸內(nèi)的方式的噴射器電流比較，是5?20倍左右大的電流。
[0038]在上述峰值電流通電期間560結(jié)束后，到噴射器3-1的能量供給源從升壓電壓IOOA轉(zhuǎn)移到電池電源210，并經(jīng)過由與峰值電流相比1/2?1/3左右的保持I停止電流530控制的保持I電流期間，進(jìn)一步向由其2/3?1/2左右的保持2停止電流540控制的保持2電流期間轉(zhuǎn)移。用峰值電流來使噴射器3-1開閥，并由保持電流I以及保持電流2保持噴射器3-1的開閥狀態(tài)。在該期間，將燃料噴射到氣缸內(nèi)。此外，保持電流I設(shè)定為比保持電流2更高的電流，以抑制關(guān)閥后不久的噴射器閥的振動(dòng)。
[0039]當(dāng)噴射結(jié)束時(shí)，為了快速進(jìn)行噴射器3-1的關(guān)閥，需要使噴射器通電電流3-1A的通電電流下降期間581在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，并截?cái)鄧娚淦麟娏?-1A。
[0040]優(yōu)選在使噴射器電流3-1A下降的期間即通電電流下降期間581、峰值電流下降期間561以及保持電流I下降期間571中，使在短時(shí)間內(nèi)下降，這是通過驅(qū)動(dòng)電路和控制電路間通信信號(hào)300B來進(jìn)行指示。此時(shí)的噴射器驅(qū)動(dòng)電路200的動(dòng)作與通電電流下降期間581相同，通過使升壓側(cè)驅(qū)動(dòng)FET202、電池側(cè)驅(qū)動(dòng)FET212以及下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)全部截?cái)鄟磉M(jìn)行。
[0041]此外，噴射器電流3-1A的快速的下降，將使噴射器3-1，3-2間的偏差所致的響應(yīng)時(shí)間的不同、進(jìn)而氣缸間的燃料噴射量的偏差減少，使噴射器3-1的燃料噴射量控制達(dá)到更高精度。同時(shí)，由于關(guān)閥響應(yīng)速度加快，因此在減少燃料的多余的噴射器從而改善耗油率方面也是有效的。
[0042]但是，在噴射器3-1中，噴射器電流3-1A流過從而蓄積了較高的能量，為了截?cái)嘣撾娏?，需要從噴射?-1中消減該能量。即，噴射器電流3-1A的下降時(shí)間由噴射器3-1的單位時(shí)間的能量消減量決定。為此，若噴射器電流3-1A截?cái)鄷r(shí)的鉗位電壓320(參照?qǐng)D1)較高，則單位時(shí)間蓄積在噴射器中的能量移動(dòng)到鉗位電路側(cè)的能量數(shù)量變大，其結(jié)果是，噴射器電流3-1A的下降加快。
[0043]為此，在使噴射器3-1的電能從噴射器3-1的下游側(cè)起通過電流再生二極管261而在升壓電路100中再生的電流路徑中，作為與電流再生二極管261串聯(lián)連接的電壓調(diào)整部，設(shè)置齊納二極管262，并將鉗位電壓設(shè)定得更高，使噴射器電流3-1A快速下降。
[0044]在此，關(guān)于電壓調(diào)整部的升壓電路100側(cè)的連接處，不管是與圖2所示的升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201的下游連接，還是如下述的圖7的實(shí)施例6所述那樣，與升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201的上游連接，用升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201和所再生的噴射器電流3-1A所產(chǎn)生的電壓，與鉗位電壓320比較，都小到可以忽略，因此，得到噴射器電流的快速的下降。然而，在與升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201的下游連接的情況下，能夠進(jìn)行在升壓電路100中被再生的噴射器電流3-1A的檢測(cè)。
[0045]例如，在實(shí)施例1中，作為電壓調(diào)整部，在將齊納二極管262按照與電流再生二極管261串聯(lián)連接的齊納二極管262的陽極成為升壓電壓側(cè)100B、陰極成為齊納二極管的下游側(cè)3-1B的方式進(jìn)行追加的情況下，噴射器3-1的鉗位電壓320成為升壓電壓100B、再生二極管261的正向電壓、和齊納二極管262的齊納電壓的總和。因此,如專利文獻(xiàn)I介紹那樣，通過下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)的齊納二極管效應(yīng)，與使相同的鉗位電壓在下游側(cè)驅(qū)動(dòng)FETl (220-1)的漏極-源極間產(chǎn)生的情況相比，所插入的齊納二極管262的端子間電壓將小升壓電壓100B和電流再生二極管261的正向電壓部分，因此，齊納二極管262的發(fā)熱將被抑制那么多。另外，關(guān)于希望的鉗位電壓320，能夠適宜選擇齊納二極管262。
[0046](實(shí)施例2)[0047]圖3表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例2的電路構(gòu)成，其各部分的代表性的動(dòng)作波形如圖1所示。
[0048]實(shí)施例2在實(shí)施例1的電路中，用M0SFET263、齊納二極管264以及電阻265來構(gòu)成電壓調(diào)整部。
[0049]M0SFET263，按照其漏極向著噴射器3_1的下游側(cè)，其源極向著升壓電壓側(cè)的方式與電流再生二極管261串聯(lián)地插入，按照齊納二極管264的陰極向著M0SFET263的漏極，陽極向著柵極的方式連接齊納二極管264，并在M0SFET263的柵極-源極間連接電阻265。
[0050]在實(shí)施例2的電路構(gòu)成中，M0SFET263的漏極-源極間電壓由齊納二極管264決定，因此，噴射器3-1的鉗位電壓320成為升壓電壓100A、再生二極管261的正向電壓、齊納二極管264的齊納電壓的總和，從而能夠設(shè)定為比升壓電壓100A更高的電壓。
[0051]實(shí)施例2的M0SFET263與實(shí)施例1的齊納二極管262同樣，按照基于噴射器3_1，3-2的驅(qū)動(dòng)條件的發(fā)熱量而進(jìn)行適宜選擇。雖然在實(shí)施例1的齊納二極管262和實(shí)施例2的齊納二極管264的齊納電壓相同的情況下，實(shí)施例1的齊納二極管262和實(shí)施例2的M0SFET263的發(fā)熱量相等，但一般而言，MOSFET多以散熱性好的封裝進(jìn)行銷售，因此與齊納二極管比較，具有易選擇散熱性好的部件的優(yōu)點(diǎn)。
[0052](實(shí)施例3)
[0053]圖4表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例3的電路構(gòu)成，其各部位的代表性的動(dòng)作波形如圖1所示。
[0054]實(shí)施例3在實(shí)施例1的電路中用恒壓源266來構(gòu)成電壓調(diào)整部。若以升壓電壓100A為基準(zhǔn)，生成比該升壓電壓高的電壓來作為電壓調(diào)整部使用，則噴射器3-1的鉗位電壓320將成為升壓電壓100A、恒壓源266的電壓和再生二極管261的正向電壓的總和，從而能夠設(shè)定比升壓電壓100A更高的電壓。
[0055](實(shí)施例4)
[0056]圖5表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例4的電路構(gòu)成，其各部位的代表性的動(dòng)作波形如圖1所示。
[0057]實(shí)施例4將實(shí)施例1的電路構(gòu)成中的電壓調(diào)整部的齊納二極管262與電流再生二極管260,261的位置進(jìn)行互換而構(gòu)成。
[0058]在實(shí)施例4的電路構(gòu)成中，噴射器3-1的鉗位電壓320將成為升壓電壓100A、齊納二極管268的齊納電壓以及再生二極管269的正向電壓的總和，從而能夠設(shè)定比升壓電壓100A更高的電壓。
[0059]從實(shí)施例1至實(shí)施例4的電流再生二極管260，261，269，其本來目的是防止電流從升壓電壓100A流向噴射器下游，且在噴射器電流截?cái)鄷r(shí)進(jìn)行從噴射器下游向升壓電路100的通電，另外，電壓調(diào)整部，其本來目的是能夠增加噴射器電流截?cái)鄷r(shí)的鉗位電壓320，為此，若將再生二極管260，261，269與電壓調(diào)整部串聯(lián)連接，則能夠得到作為本發(fā)明的效果的鉗位電壓320，本發(fā)明并不限定于在升壓電路100側(cè)設(shè)置電壓調(diào)整部、在噴射器下游側(cè)設(shè)置電流再生二極管260，261的實(shí)施例1中的位置關(guān)系。
[0060]另外，關(guān)于電壓調(diào)整部，能夠置換成實(shí)施例1的齊納二極管262、實(shí)施例2的M0SFET263、實(shí)施例4的恒壓源266，并不特別限定于齊納二極管262。
[0061](實(shí)施例5)[0062]圖6表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例5的電路構(gòu)成，其各部位的代表性的動(dòng)作波形如圖1所示。
[0063]實(shí)施例5在實(shí)施例1的電路構(gòu)成中，按每噴射器(3-1，3-2)設(shè)置了電壓調(diào)整部的齊納二極管267，268和電流再生二極管270，271。雖然與實(shí)施例1的電路構(gòu)成比較，鉗位電壓320相同，但在實(shí)施例5的電路構(gòu)成中，齊納二極管267，268的單位時(shí)間的發(fā)熱量不同成為特征。
[0064]內(nèi)燃機(jī)裝置通常按照該負(fù)載量，以從數(shù)100到數(shù)1000轉(zhuǎn)/分的速度，使其輸出軸旋轉(zhuǎn)，并與該旋轉(zhuǎn)速度同步地對(duì)噴射器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，若考慮噴射器的噴射被多次進(jìn)行的、某一定時(shí)間內(nèi)的多次鉗位電壓320發(fā)生，則作為實(shí)施例5中的電壓調(diào)整部的齊納二極管267，268的發(fā)熱量與實(shí)施例1中的齊納二極管262的發(fā)熱量比較，具有能夠抑制到1/2的優(yōu)點(diǎn)。
[0065](實(shí)施例6)
[0066]圖7表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的實(shí)施例6的電路構(gòu)成，其各部位的代表性的動(dòng)作波形如圖1所示。
[0067]實(shí)施例6在實(shí)施例1的電路構(gòu)成中，將電壓調(diào)整部的齊納二極管的連接目的地與升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201的上游，即升壓電壓100A連接。
[0068]在實(shí)施例6中，作為電壓調(diào)整部，在將齊納二極管272按照與電流再生二極管串聯(lián)，且齊納二極管272的陽極向著升壓電壓側(cè)100A，陰極向著噴射器的下游側(cè)3-1B的方式進(jìn)行追加的情況下，噴射器3-1的鉗位電壓320成為升壓電壓100A、再生二極管261的正向電壓、和齊納二極管272的齊納電壓的總和。
[0069]在此，關(guān)于電壓調(diào)整部272的升壓電路100側(cè)的連接目的地，即使與圖7所示的升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201的上游連接，用升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻201和所再生的噴射器電流3-1A所產(chǎn)生的電壓，與鉗位電壓320比較，都小到可以忽略，因此，得到本發(fā)明的效果即噴射器電流的快速的下降。
[0070]以上，針對(duì)實(shí)施例1至6分別進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例，在基于權(quán)利要求書記載的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更。
[0071](工業(yè)實(shí)用性)
[0072]本發(fā)明以利用將汽油或輕油作為燃料并使用將電池電壓升壓后的高電壓來驅(qū)動(dòng)負(fù)載的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的汽車、摩托車、農(nóng)耕機(jī)、機(jī)床、船舶設(shè)備為起點(diǎn)，具有在建筑機(jī)械、工業(yè)機(jī)械等各種工業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行廣泛利用的可能性。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具備對(duì)噴射器電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)電池電壓進(jìn)行升壓的升壓電路，該噴射器電流用于控制對(duì)燃料進(jìn)行噴射的噴射器， 該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于， 具備: 峰值電流路徑，其用于將所述升壓電路的升壓電壓經(jīng)由升壓側(cè)開關(guān)元件以及升壓側(cè)保護(hù)二極管來導(dǎo)入到所述噴射器的上游，并驅(qū)動(dòng)峰值電流； 保持電流路徑，其用于將所述電池電壓經(jīng)由電池側(cè)開關(guān)元件以及電池側(cè)保護(hù)二極管來導(dǎo)入到所述噴射器的上游，并驅(qū)動(dòng)保持電流； 接地電流路徑，其從所述噴射器的下游側(cè)起，經(jīng)由下游側(cè)開關(guān)元件與電源接地連接；和再生路徑，其使所述噴射器的電能從所述噴射器的下游側(cè)起經(jīng)由電流再生二極管而在所述升壓電路中再生， 在所述再生路徑中，與所述電流再生二極管串聯(lián)地設(shè)置有電壓調(diào)整部， 所述驅(qū)動(dòng)電路控制所述開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中設(shè)置有回流路徑，在該回流路徑中，使所述噴射器的再生電流從所述下游側(cè)開關(guān)元件的下游側(cè)起，經(jīng)由回流二極管而回到所述噴射器的上游側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 相對(duì)于所述電壓調(diào)整部的其中之一，多個(gè)所述電流再生二極管彼此并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 與所述電流再生二極管的其中之一串聯(lián)連接的所述電壓調(diào)整部的一個(gè)組，構(gòu)成了一個(gè)氣缸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述電壓調(diào)整部是齊納二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在所述峰值電流路徑中，在所述升壓側(cè)開關(guān)元件的上游側(cè)具備升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻，在該升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻與所述升壓側(cè)開關(guān)元件之間連接有所述齊納二極管的陽極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述電壓調(diào)整部由MOSFET、齊納二極管以及電阻構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述MOSFET，其漏極向著所述噴射器的下游側(cè)，其源極向著所述升壓電壓側(cè)，且與所述電流再生二極管串聯(lián)地插入，并且，在所述MOSFET的漏極連接所述齊納二極管的陰極，在所述MOSFET的柵極連接所述齊納二極管的陽極，并在所述MOSFET的柵極-源極間連接電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 利用恒壓源作為所述電壓調(diào)整部，在所述升壓電路側(cè)，按照在所述噴射器的下游側(cè)具有正的電壓的方式連接該電壓源的基準(zhǔn)電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置在所述峰值電流路徑中設(shè)置升壓側(cè)電流檢測(cè)電阻，在所述保持電流路徑中設(shè)置電池側(cè)電流檢測(cè)電陽，在所述接地電流路徑中設(shè)置下游側(cè)電流檢測(cè)電阻，所述驅(qū)動(dòng)電路基于所述檢測(cè)電阻檢測(cè)出的電流值來控制所述開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F02D41/20GK104018948SQ201410242662
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年5月31日
【發(fā)明者】奧田護(hù), 黛拓也, 那須文明, 大森力 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社