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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung.
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HINTERGRUND
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Als eine Kraftstoffeinspritzung, die Kraftstoff in jeden Zylinder einer Maschine bzw. Brennkraftmaschine einspritzt, die in einem Fahrzeug montiert ist, gibt es eine vom elektromagnetischen Typ, die durch Energieversorgung der Spule öffnet.
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Eine Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzung antreibt, umfasst einen DC-DC-Wandler bzw. Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der die Batteriespannung eines Fahrzeugs verstärkt und einen Kondensator lädt, und einen Steuerabschnitt, der den DC-DC-Wandler so betreibt, dass die Ladespannung des Kondensators zu einer Sollspannung wird, die höher als die Batteriespannung ist.
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In der Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung dieses Typs wird das Entladen vom Kondensator zur Startzeit des Antriebszeitabschnitts der Kraftstoffeinspritzung beendet, wenn die Elektrizität des Kondensators in die Spule der Kraftstoffeinspritzung abgegeben wird und erfasst wird, dass der Strom, der in der Spule fließt, einen Sollspitzenwert erreicht hat. Danach wird ein Konstantstrom dazu veranlasst, in der Spule zu fließen, wozu die Batteriespannung verwendet wird, bis der Antriebszeitabschnitt endet. Als zum Fließen in der Spule veranlasster Konstantstrom gibt es einen Aufnahmestrom, dessen Fließen zu Beginn veranlasst wird, und einen Haltestrom, dessen Fließen später veranlasst wird. Der Aufnahmestrom ist ein Strom zum Vervollständigen des Öffnens der Kraftstoffeinspritzung und ist noch genauer ein Strom, um den Ventilkörper der Kraftstoffeinspritzung, der durch Entladen des Kondensators in die Spule hochgehoben wurde, dazu zu veranlassen, die Ventilöffnungsposition zu erreichen. Der Haltestrom ist ein Strom, der kleiner als der Aufnahmestrom ist, und ist ein minimaler Strom zum Beibehalten des Ventilöffnungszustands der Kraftstoffeinspritzung (vgl. beispielsweise die
JP-2013-160 260 A ).
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In einer Maschine, die in einem Fahrzeug montiert ist, gibt es eine Technologie des Ausführens einer Kraftstoffeinspritzung durch eine Kraftstoffmehrfacheinspritzung in einem zulässigen Kraftstoffeinspritzzeitabschnitt eines Zylinders (beispielsweise einem Kompressions-Verbrennungshub), um eine hocheffiziente Verbrennung mit einem Ziel der Verringerung des Abgases zu bewirken. Die Technologie wird als die Mehrstufeneinspritzung bzw. Mehrphaseneinspritzung bezeichnet, und die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, die in der Mehrstufeneinspritzung ausgeführt wird, wird als die Einspritzphasenzahl (oder einfach die Anzahl der Phasen) bezeichnet.
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Beispielsweise wird in einer Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung, die eine solche Mehrstufeneinspritzung ausführt, ein Entladen des Kondensators in die Spule der Kraftstoffeinspritzung mehrfach innerhalb eines kurzen Zeitabschnitts durchgeführt. Außerdem wird ein Laden des Kondensators allgemein nicht ausgeführt, wenn die Mehrstufeneinspritzung ausgeführt wird, weil das Intervall zwischen jeder Einspritzung kurz ist, und die Ladespannung des Kondensators verringert sich bei jeder Ausführung der Kraftstoffeinspritzung. Anders gesagt ist es wahrscheinlich, dass die Ladespannung des Kondensators fluktuiert.
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Die Kraftstoffeinspritzung öffnet sich dadurch, dass die Energie, die der Spule zugeführt wird, einen vorab festgelegten für die Ventilöffnung verlangten Wert erreicht. Die Energie ist elektrische Energie bzw. elektrischer Strom.
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Andererseits fluktuiert der Anstieg des Entladestroms des Kondensators in die Spule entsprechend der Ladespannung des Kondensators vor Beginn des Entladens (nachstehend auch als die Kondensatorspannung bezeichnet). Der Anstieg des Entladestroms wird steil, wenn die Kondensatorspannung höher ist, und wird umgekehrt sanft, wenn die Kondensatorspannung niedriger ist.
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Daher wird die Entladezeit von der Antriebsstartzeit der Kraftstoffeinspritzung bis zum Erreichen eines Sollspitzenwerts des in der Spule fließenden Stroms kürzer, wenn die Kondensatorspannung höher ist, und wird länger, wenn die Kondensatorspannung niedriger ist. Außerdem wird die vom Kondensator an die Spule zugeführte Energie geringer, wenn die Entladezeit kürzer wird, und wenn die Entladezeit länger wird, steigt die zugeführte Energie vom Kondensator an die Spule.
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Daher ändert sich die Zeit, in der die der Spule zugeführte Energie den für die Ventilöffnung verlangten Wert erreicht (nämlich die Ventilöffnungsverzögerungszeit der Kraftstoffeinspritzung) bei gleichem Aufnahmestrom nach dem Beenden des Entladens zwischen dem Fall, in dem der Entladezeitabschnitt kurz ist, und dem Fall, in dem der Entladezeitabschnitt lang ist.
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Anders gesagt wird die Entladezeit kürzer, wenn die Kondensatorspannung vor Beginn des Entladens höher ist, und die Zuführenergie des Kondensators in die Spule wird geringer. Daher wird die Zeit lang, bis die der Spule zugeführte Energie und die Zuführenergie durch den Aufnahmestrom den für die Ventilöffnung nötigen Wert erreichen, was dazu führt, dass sich der Ventilöffnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung verzögert.
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Dagegen wird die Entladezeit länger, wenn die Kondensatorspannung vor Beginn des Entladens niedriger ist, und die Zuführenergie des Kondensators in die Spule wird größer. Daher wird die Zeit kurz, bis die der Spule zugeführte Energie und die Zuführenergie durch den Aufnahmestrom den für die Ventilöffnung nötigen Wert erreichen, was dazu führt, dass sich der Ventilöffnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung nach vorn verschiebt.
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Wenn der Ventilöffnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung streut, fluktuiert die Kraftstoffeinspritzmenge, und daher verschlechtern sich der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen.
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KURZE ERLÄUTERUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung zu schaffen, die die Streuung des Ventilöffnungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung unterdrücken kann.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung einen Kondensator, in dem an eine Spule einer Kraftstoffeinspritzung abgegebene Energie gesammelt wird, einen DC-DC-Wandler, der die elektrische Zuführspannung verstärkt und den Kondensator lädt, und einen Ladesteuerabschnitt. Der Ladesteuerabschnitt betreibt den DC-DC-Wandler so, dass die Ladespannung des Kondensators zu einer Sollspannung wird, die höher als die elektrische Zuführspannung ist.
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Die Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung umfasst einen Entladesteuerabschnitt, einen Konstantstromsteuerabschnitt und einen Stromwertsteuerabschnitt.
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Der Entladesteuerabschnitt bewirkt das Entladen des Kondensators in die Spule, wenn der Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts der Kraftstoffeinspritzung gekommen ist, und beendet das Entladen des Kondensators in die Spule, wenn erfasst wird, dass der Strom, der in der Spule fließt, einen Sollspitzenwert erreicht.
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Der Konstantstromsteuerabschnitt veranlasst, dass ein Aufnahmestrom zum Beenden des Öffnens der Kraftstoffeinspritzung in der Spule während der Zeit fließt, bis ein vorab festgelegter Zeitpunkt kommt, wenn das Entladen des Kondensators in die Spule in einem Antriebszeitabschnitt der Kraftstoffeinspritzung endet. Außerdem veranlasst der Konstantstromsteuerabschnitt einen Haltestrom zum Beibehalten des Ventilöffnungszustands der Kraftstoffeinspritzung dazu, in der Spule während der Zeit nach dem Beenden der Zufuhr des Aufnahmestroms bis zum Ende des Antriebszeitabschnitts zu fließen.
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Der Stromwertsteuerabschnitt erfasst die Ladespannung zur Zeit vor dem Start des Entladens des Kondensators in die Spule und ändert den Aufnahmestrom, der vom Konstantstromsteuerabschnitt dazu veranlasst wird, in der Spule zu fließen, passend zur erfassten Ladespannung.
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Nach dieser Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung wird der Aufnahmestrom, der dazu veranlasst wird, in der Spule zu fließen, nachdem das Entladen des Kondensators beendet wurde, passend zur Ladespannung des Kondensators zu der Zeit geändert, bevor das Entladen beginnt.
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Daher kann der Aufnahmestrom so geändert werden, dass die Zeit vom Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts bis zum Erreichen des für die Ventilöffnung verlangten Werts durch die der Spule zugeführte Energie konstant bleibt. Daher kann die Streuung des Ventilöffnungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung unterdrückt werden, was zu einer Verbesserung der Steuergenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge führt und dazu, dass eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und der Emission erzielbar sind.
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Die Bezugszeichen in den Klammern, die in den Ansprüchen beschrieben sind, dienen dazu, eine entsprechende Beziehung zu einem konkreten Abschnitt zu zeigen, der in der nachstehend als ein Aspekt beschriebenen Ausführungsform dargestellt ist, und nicht dazu, das technische Gebiet der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
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KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
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1 ist ein Blockschaubild, das einen Aufbau einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (ECU) der ersten Ausführungsform zeigt.
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2 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Inhalt des Einsatzes einer Antriebsstromsteuereinheit der ersten Ausführungsform erläutert.
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3 ist ein Blockschaubild, das die Antriebsstromsteuereinheit der ersten Ausführungsform zeigt.
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4 ist eine erläuternde Zeichnung, die die entsprechende Beziehung zwischen der in einem Speicher gespeicherten Ladespannung und dem Sollaufnahmestromwert erläutert.
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5 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Erfassungszeitpunkt der Ladespannung erläutert.
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6 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Grund der Änderung des Aufnahmestroms (Anfangsstroms) erläutert.
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7 ist eine erste Zeichnung, die einen Einsatz der ersten Ausführungsform erläutert.
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8 ist eine zweite Zeichnung, die einen Einsatz der ersten Ausführungsform erläutert.
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9 ist ein Blockschaubild, das eine Antriebsstromsteuereinheit der zweiten Ausführungsform zeigt.
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10 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb einer Bestimmungseinheit in der Antriebsstromsteuereinheit der zweiten Ausführungsform zeigt.
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GENAUE ERLÄUTERUNG
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Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung als eine Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung der Ausführungsformen wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren erläutert.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (die nachstehend als eine ECU bezeichnet wird) der vorliegenden Ausführungsform treibt Einspritzungen als vier Kraftstoffeinspritzungen an, die Kraftstoff in jeweilige Zylinder #1 bis #4 einer Mehrzylinder-(in diesem Fall Vierzylinder-)Maschine einspritzen und diesen zuführen, die in einem Fahrzeug (Automobil) montiert ist. Außerdem steuert die ECU den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die Kraftstoffeinspritzmenge für die jeweiligen Zylinder #1 bis #4 durch Steuern des Energieversorgungsstartzeitpunkts und der Energieversorgungszeit für die Spule jeder Einspritzung. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Transistor (das Schaltelement) als Schalter beispielsweise ein MOSFET, kann aber ein Transistor einer anderen Art wie ein Bipolartransistor oder ein IGBT (Insulation Gate Bipolar Transistor) sein. Zudem ist ECU die Abkürzung für „Electronic Control Unit” bzw. elektronische Steuereinheit.
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[Erste Ausführungsform]
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Wie in 1 gezeigt umfasst eine ECU 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Anschluss 5, mit dem ein Ende (eine stromaufwärtige Seite) einer Spule 2a einer Kraftstoffeinspritzung 2 verbunden ist, einen Anschluss 7, mit dem das andere Ende (die stromabwärtige Seite) der Spule 2a verbunden ist, einen Transistor T10, dessen einer Ausgabeanschluss am Anschluss 7 angeschlossen ist, und einen Stromerfassungswiderstand R10, der zwischen dem anderen Ausgabeanschluss des Transistors T10 und der Masse- bzw. Erdleitung angeschlossen ist. Die Erdleitung ist eine Leitung mit dem Referenzpotenzial (= 0 V).
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In der Kraftstoffeinspritzung 2 bewegt sich ein Ventilkörper (eine sogenannte Düsennadel), der (die) nicht veranschaulicht ist, in die Ventilöffnungsposition (das Ventil öffnet nämlich), wenn die Spule 2a mit Energie versorgt wird, und die Kraftstoffeinspritzung wird ausgeführt. Außerdem kehrt der Ventilkörper in die ursprüngliche Ventilschließposition zurück (das Ventil schließt nämlich), wenn die Energieversorgung der Spule 2a blockiert wird, und die Kraftstoffeinspritzung wird gestoppt.
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In 1 wird aus den vier Kraftstoffeinspritzungen 2 nur eine Kraftstoffeinspritzung 2 gezeigt, die zu dem n-ten Zylinder #n gehört („n” liegt zwischen 1 und 4 einschließlich). Nachstehend wird der Antrieb der einen Kraftstoffeinspritzung 2 erläutert. Tatsächlich ist der Anschluss 5 ein Anschluss, der allen Kraftstoffeinspritzungen 2 gemeinsam ist. Außerdem sind der Anschluss 7 und der Transistor T10 jeweils für jede Kraftstoffeinspritzung 2 (in anderen Worten für jeden Zylinder) vorgesehen. Der Transistor T10 ist ein Schalter zum Auswählen der anzutreibenden Kraftstoffeinspritzung 2 (anders gesagt des Zylinders, in den einzuspritzen ist) und wird auch als ein Zylinderwahlschalter bezeichnet.
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Die ECU 1 umfasst einen Transistor T11 als einen Konstantstromschalter, dessen einer Ausgabeanschluss mit einer elektrischen Zuführleitung 9 verbunden ist, der die Batteriespannung (die Spannung des Plus-Anschlusses der Fahrzeugbatterie) VB als die elektrische Zuführspannung zugeführt wird, eine Diode D11 zum Verhindern eines Rückflusses bzw. Sperrstroms, wobei die Anode mit dem anderen Ausgabeanschluss des Transistors T11 verbunden ist und wobei die Kathode mit dem Anschluss 5 verbunden ist, eine Diode D12 für eine Stromrückführung, wobei die Anode mit der Erdleitung verbunden ist und wobei die Kathode mit dem Anschluss 5 verbunden ist, einen Kondensator C0, in dem Energie gesammelt wird, die an die Spule 2a abgegeben wird, und einen DC-DC-Wandler 21 als eine Ladeschaltung, die die Batteriespannung VB verstärkt und den Kondensator C0 lädt.
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Der DC-DC-Wandler 21 umfasst eine Spule L0 zum Verstärken der Spannung, wobei ein Ende mit der elektrischen Zuführleitung 9 verbunden ist, einen Transistor T0 als einen Verstärkungsschalter, der auf einer Route zwischen dem anderen Ende der Spule L0 und der Erdleitung in Serie angeordnet ist, einen Widerstand R0 für die Stromerfassung, der zwischen dem Transistor T0 und der Erdleitung angeordnet ist, und eine Diode D0 zum Verhindern eines Rückflusses, wobei die Anode mit einer Stromroute verbunden ist, die das andere Ende der Spule L0 und einen Anschluss (in diesem Fall den Drain) des Transistors T0 auf der Seite der Spule L0 miteinander verbindet.
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Der Kondensator C0 ist auf einer Route zwischen der Kathode der Diode D0 und der Erdleitung in Serie angeordnet. Obwohl der Kondensator C0 beispielsweise ein Aluminiumelektrolytkondensator ist, kann er ein Kondensator einer anderen Art sein.
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Im DC-DC-Wandler 21 wird eine Gegenspannung (eine elektromotorische Gegenspannung) bzw. Fly-back-Spannung, die höher als die Batteriespannung VB ist, am Verbindungspunkt der Spule 10 und des Transistors T0 erzeugt, wenn der Transistor T0 ein-/ausgeschaltet wird, und der Kondensator C0 wird über die Diode D0 mit der Fly-back-Spannung bzw. Rücklaufspannung geladen. Daher wird der Kondensator C0 mit einer Spannung geladen, die höher als die Batteriespannung VB ist.
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Zudem umfasst die ECU 1 einen Transistor T12 als einen Entladeschalter, der die positive Elektrodenseite des Kondensators C0 mit dem Anschluss 5 verbindet, eine Diode D13 zum Wiedergewinnen von Energie, wobei die Anode mit dem Anschluss 7 verbunden ist und wobei die Kathode mit der Seite der positiven Elektrode des Kondensators C0 verbunden ist, einen Mikrocomputer 25, eine Steuer-IC bzw. integrierte Schaltung 27, die die Transistoren T0, T10, T11 und T12 steuert, und eine Spannungsteilerschaltung 29, die die Spannung VC auf der positiven Elektrodenseite des Kondensators C0 (nämlich die Ladespannung des Kondensators C0) in einem vorab festgelegten Verhältnis teilt.
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Die Spannungsteilerschaltung 29 wird aus zwei Widerständen R1 und R2 gebildet, die miteinander in Reihe zwischen der Leitung der Ladespannung VC und der Erdleitung verbunden sind. Außerdem wird die Spannung des Verbindungspunkts der Widerstände R1 und R2 in die Steuer-IC 27 als ein Spannungsüberwachungssignal Vm eingelesen, das die Ladespannung VC ausdrückt.
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In die Steuer-IC 27 wird ein Signal, das man durch Verstärken der Spannung erhält, die zwischen beiden Enden des Stromerfassungswiderstands R10 durch eine nicht veranschaulichte Verstärkerschaltung erzeugt wird, als ein Stromüberwachungssignal Vi eingelesen, das den Antriebsstrom ausdrückt, der ein in der Spule 2a fließender Strom ist.
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Der Mikrocomputer 25 umfasst eine CPU, die ein Programm ausführt, ein ROM, in dem das Programm, festgelegte Daten und dergleichen gespeichert sind, ein RAM, in dem das Berechnungsergebnis durch die CPU und dergleichen gespeichert ist, und dergleichen, obwohl eine Veranschaulichung der Einzelheiten weggelassen wird.
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Dem Mikrocomputer 25 werden ein Signal, das die Maschinendrehzahl NE ausdrückt, ein Signal, das die Gaspedal- oder Drosselstellung ACC bzw. die Gaspedalbetätigung durch einen Fahrer des Fahrzeugs ausdrückt, ein Signal, das die Kühlwassertemperatur THW der Maschine ausdrückt, und dergleichen eingelesen. Zudem erzeugt der Mikrocomputer 25 ein Einspritzbefehlssignal für jeden Zylinder auf der Grundlage des Betriebszustands der Maschine, der durch die eingelesenen verschiedenen Signale erfasst wird, und gibt dasselbe an die Steuer-IC 27 aus.
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Das Einspritzbefehlssignal weist eine Bedeutung auf, dass die Kraftstoffeinspritzung 2 nur angetrieben wird (nämlich die Spule 2a der Kraftstoffeinspritzung 2 mit Energie versorgt wird), während der Pegel des Signals auf einem aktiven Pegel ist (beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform „hoch”). Daher kann gesagt werden, dass der Mikrocomputer 25 den Antriebszeitabschnitt der Kraftstoffeinspritzung 2 (der auch der Energieversorgungszeitabschnitt der Spule 2a ist) für jeden Zylinder auf der Grundlage der Betriebsinformation der Maschine festlegt und das Einspritzbefehlssignal für den Zylinder nur im Antriebszeitabschnitt auf „hoch” einstellt.
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Der Mikrocomputer 25 bestimmt die Phasenzahl bzw. Einspritzstufenanzahl der ausgeführten Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage des Betriebszustands der Maschine. Wenn die bestimmte Phasenzahl 2 oder größer ist, wurde bestimmt, die Mehrstufeneinspritzung auszuführen. Wenn die bestimmte Phasenzahl 1 ist, wurde bestimmt, die Mehrstufeneinspritzung nicht auszuführen (nämlich eine Einzeleinspritzung auszuführen, die keine Mehrstufeneinspritzung bzw. Mehrphaseneinspritzung ist).
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Die Steuer-IC 27 umfasst eine Ladesteuereinheit 31, die den DC-DC-Wandler 21 (genauer gesagt den Transistor T0) steuert, und eine Antriebsstromsteuereinheit 33, die den Antriebsstrom steuert, der dazu veranlasst wird, in der Spule 2a zu fließen, indem die Transistoren T10, T11 und T12 gesteuert werden. Außerdem umfasst die Antriebsstromsteuereinheit 33 eine Entladesteuereinheit 35, eine Konstantstromsteuereinheit 37 und eine Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39.
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In der Steuer-IC 27 erfasst die Ladesteuereinheit 31 die Ladespannung VC auf der Grundlage des Spannungsüberwachungssignals Vm von der Spannungsteilerschaltung 29. Außerdem führt die Ladesteuereinheit 31 eine Ladesteuerung durch, um die erfasste Ladespannung VC auf eine Sollspannung (beispielsweise 65 V) zu bringen, die höher als die Batteriespannung VB ist. Konkret gesagt schaltet die Ladesteuereinheit 31 den Transistor T0 des DC-DC-Wandlers 21 so ein/aus, dass die Ladespannung VC zur Sollspannung wird. Wenn es beispielsweise bestimmt wird, dass die Ladespannung VC gleich groß wie oder kleiner als ein unterer Grenzwert wurde, der um einen vorab festgelegten Wert (beispielsweise 5% der Sollspannung) niedriger als die Sollspannung ist, führt die Ladesteuereinheit 31 eine Ein/Aus-Steuerung des Transistors T0 durch und lädt den Kondensator C0, bis bestimmt wird, dass die Ladespannung VC gleich groß wie oder größer als die Sollspannung wurde. Außerdem wiederholt die Ladesteuereinheit 31 beispielsweise eine derartige Steuerung des Abschaltens des Transistors T0 für eine vorab festgelegte Zeit und des Wiedereinschaltens des Transistors T0 als die Ein/Aus-Steuerung des Transistors T0, wenn der Strom einen vorab festgelegten Wert erreicht, der an Hand der im Widerstand R0 erzeugten Spannung erkannt wurde (nämlich der Strom, der in der Spule L0 durch den Transistor T0 fließt), nachdem der Transistor T0 eingeschaltet wurde.
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Wie nachstehend beschrieben lädt die Ladesteuereinheit 31 den Kondensator C0, während das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a nicht ausgeführt wird, obwohl das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a (das nachstehend einfach auch als Entladen bezeichnet wird) zum Startzeitpunkt der Energieversorgung der Spule 2a ausgeführt wird. Während des Zeitabschnitts des Ausführens der Mehrstufeneinspritzung wird jedoch das Einspritzintervall kurz, und der Zeitabschnitt, in dem das Entladen nicht durchgeführt wird, wird ebenfalls kurz. Daher führt die Ladesteuereinheit 31 beispielsweise dann, wenn die Mehrstufeneinspritzung ausgeführt wird, das Laden des Kondensators C0 während der Zeit zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Entladen für die Einspritzung der ersten Stufe beginnt, und dem Zeitpunkt nicht aus, zu dem das Entladen für die Einspritzung der letzten Stufe endet.
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Als Nächstes wird der Inhalt des Einsatzes der Antriebsstromsteuereinheit 33 in der Steuer-IC 27 unter Verwendung von 2 erläutert.
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Wie in 2 gezeigt schaltet die Antriebsstromsteuereinheit 33 den Transistor T10 ein, der zur Kraftstoffeinspritzung 2 des n-ten Zylinders #n gehört, während das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” ist, wenn das vom Mikrocomputer 25 ausgegebene Einspritzbefehlssignal S#n des n-ten Zylinders #n „hoch” wird.
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Wenn das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wird, schaltet die Antriebsstromsteuereinheit 33 den Transistor T12 ein. Dann wird die positive Elektrodenseite des Kondensators C0 mit dem Anschluss 5 verbunden, das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a wird durchgeführt und die Energieversorgung der Spule 2a wird durch dieses Entladen gestartet.
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Die Antriebsstromsteuereinheit 33 erfasst den Strom (Antriebsstrom), der in der Spule 2a fließt, auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Stromüberwachungssignals Vi. Außerdem schaltet die Antriebsstromsteuereinheit 33 den Transistor T12 ab, wenn erfasst wird, dass der Antriebsstrom einen Sollspitzenwert „ia” (beispielsweise 12 A) erreicht hat, nachdem der Transistor T12 eingeschaltet wurde.
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Somit wird zum Startzeitpunkt der Energieversorgung der Spule 2a die Energie, die im Kondensator C0 gesammelt wurde, an die Spule 2a abgegeben. In diesem Fall ist der Entladestrom vom Kondensator C0 an die Spule 2a, bis er zum Sollspitzenwert „ia” wird, der Strom zum Beschleunigen der Öffnungsgeschwindigkeit der Kraftstoffeinspritzung 2 (der sogenannte Spitzenstrom).
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Nach dem Ausschalten des Transistors T12 führt die Antriebsstromsteuereinheit 33 die Konstantstromsteuerung des Ein-/Ausschaltens des Transistors T11 so aus, dass der Antriebsstrom zu einem Konstantstrom wird, der kleiner als der vorstehend beschriebene Sollspitzenwert „ia” ist.
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Genauer gesagt führt die Antriebsstromsteuereinheit 33 die erste Konstantstromsteuerung wie nachstehend beschrieben aus, nachdem das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wurde (der Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts), bis eine konstante Zeit Tb verstrichen ist. Die erste Konstantstromsteuerung ist die Steuerung des „Einschaltens des Transistors T11, wenn erfasst wird, dass der Antriebsstrom auf dem ersten unteren Schwellenwert ibL oder darunter liegt, und des Ausschaltens des Transistors T11, wenn erfasst wird, dass der Antriebsstrom auf dem ersten oberen Schwellenwert ibH oder darüber liegt”.
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Die Antriebsstromsteuereinheit 33 führt die zweite Konstantstromsteuerung wie nachstehend beschrieben während der Zeit nach dem Zeitpunkt durch, zu dem die Zeit Tb wie vorstehend beschrieben verstrichen ist, bis das Einspritzbefehlssignal S#n „niedrig” wird (nämlich bis zur Beendigungszeit des Antriebszeitabschnitts). Die zweite Konstantstromsteuerung ist die Steuerung des „Einschaltens des Transistors T11, wenn erfasst wird, dass der Antriebsstrom auf dem zweiten unteren Schwellenwert icL oder darunter liegt, und des Ausschaltens des Transistors T11, wenn erfasst wird, dass der Antriebsstrom auf dem zweiten oberen Schwellenwert icH oder darüber liegt”.
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Die Größenbeziehung der ersten und zweiten unteren Schwellenwerte ibL, icL und der ersten und zweiten oberen Schwellenwerte ibH, icH sowie des Sollspitzenwerts „ia” ist wie in 2 gezeigt „ia > ibH > ibL > icH > icL”.
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Daher wird das Ein-/Ausschalten des Transistors T11 durch die erste Konstantstromsteuerung wie in 2 gezeigt wiederholt, und der Mittelwert des Antriebsstroms wird auf einem ersten konstanten Wert „ib” gehalten, der ein Stromwert zwischen ibH und ibL ist, wenn der Antriebsstrom vom Sollspitzenwert „ia” sinkt und auf den ersten unteren Schwellenwert ibL oder darunter fällt.
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Wenn der Zeitpunkt kommt, zu dem die vorstehend beschriebene Zeit Tb nach dem Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts verstrichen ist, wird die erste Konstantstromsteuerung in die zweite Konstantstromsteuerung umgeschaltet. Der Zeitpunkt, an dem die erste Konstantstromsteuerung in die zweite Konstantstromsteuerung umgeschaltet wird, wird als der Stromwertumschaltzeitpunkt bezeichnet.
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Daher wird nach dem Stromwertumschaltzeitpunkt bis zur Zeit des Beendigens des Antriebszeitabschnitts das Ein-/Ausschalten des Transistors T11 durch die zweite Konstantstromsteuerung wiederholt und der Mittelwert des Antriebsstroms wird auf einem zweiten konstanten Wert „ic” (< ”ib”) gehalten, der ein Stromwert zwischen icH und icL ist.
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Somit wechselt die Antriebsstromsteuereinheit 33 den Antriebsstrom zwischen zwei Phasen des Stroms, dessen Mittelwert zum ersten konstanten Wert „ib” wird, und des Stroms, dessen Mittelwert zum zweiten konstanten Wert „ic” wird, der kleiner als der erste konstante Wert „ib” ist, nachdem das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a beendet wurde.
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Im Zeitabschnitt vom Beendigungszeitpunkt des Entladens bis zum Kommen des Stromwertumschaltzeitpunkts ist der Strom, der dazu veranlasst wird, in der Spule 2a zu fließen (der Strom, dessen Mittelwert zum ersten konstanten Wert „ib” wird), der Aufnahmestrom zum Beenden des Öffnens der Kraftstoffeinspritzung 2 (der nachstehend als der Anfangsstrom bezeichnet wird). Wie in der untersten Linie in 2 gezeigt, öffnet sich die Kraftstoffeinspritzung 2 (geht nämlich vom Schließzustand in den Öffnungszustand über) während des Zeitabschnitts, in dem der Anfangsstrom dazu veranlasst wird, in der Spule 2a zu fließen.
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In dem Zeitabschnitt vom Stromwertumschaltzeitpunkt bis zum Ende des Antriebszeitabschnitts ist der Strom, der dazu veranlasst wird, in der Spule 2a zu fließen (der Strom, dessen Mittelwert zum zweiten konstanten Wert „ic” wird), der Haltestrom zum Beibehalten des Öffnungszustands der Kraftstoffeinspritzung 2. Der Haltestrom ist der Minimalstrom, der zum Beibehalten des Öffnungszustands der Kraftstoffeinspritzung 2 benötigt wird, und ist daher kleiner als der Anfangsstrom.
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In die Spule 2a fließt der Strom von der Seite der elektrischen Zuführleitung 9 durch den Transistor T11 und die Diode D11, während der Transistor T11 eingeschaltet ist, und der Strom kommt von der Seite der Erdleitung durch die Diode D12 zurück, während der Transistor T11 abgeschaltet ist. Zudem wird der Transistor T11 durch die erste Konstantstromsteuerung während der Zeit eingeschaltet, nachdem das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wurde, bis der Antriebsstrom wie in der vierten Zeile der 2 gezeigt den ersten oberen Schwellenwert ibH erreicht.
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Wenn das Einspritzbefehlssignal S#n vom Mikrocomputer 25 sich von „hoch” auf „niedrig” ändert, schaltet die Antriebsstromsteuereinheit 33 den Transistor T10 ab, beendet das Ein-/Ausschalten des Transistors T11 und hält den Transistor T11 ebenfalls im Aus-Zustand.
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Dann endet die Energieversorgung der Spule 2a, die Kraftstoffeinspritzung 2 schließt das Ventil und die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzung 2 endet. Außerdem wird die Fly-back-Energie in der Spule 2a erzeugt, wenn das Einspritzbefehlssignal S#n „niedrig” wird und sowohl der Transistor T10 als auch der Transistor T11 abgeschaltet werden, die Fly-back-Energie wird jedoch in der Form des Stroms an den Kondensator C0 über die Diode D13, die eine Energierückgewinnungsroute bilden, wiedergewonnen.
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Zudem werden die Kraftstoffeinspritzungen 2 der anderen außer dem n-ten Zylinder #n auch durch einen Vorgang ähnlich dem vorstehend beschriebenen angetrieben.
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Als Nächstes werden die Entladesteuereinheit 35, die Konstantstromsteuereinheit 37 und die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 in der Antriebsstromsteuereinheit 33 unter Verwendung von 3 erläutert.
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Wie in 3 gezeigt umfasst die Entladesteuereinheit 35 eine Sollspitzenwertvergleichseinheit 41 und eine Ausgabeeinheit 42.
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Die Sollspitzenwertvergleichseinheit 41 vergleicht den Erfassungswert des Antriebsstroms auf der Grundlage des Stromüberwachungssignals Vi und des Sollspitzenwerts „ia” miteinander, und in dem Fall, in dem „Erfassungswert des Antriebsstroms < Sollspitzenwert ia” ist, stellt sie den Pegel des Antriebserlaubnissignals S0 an die Ausgabeeinheit 42 auf einen aktiven Pegel (in diesem Fall „hoch”) ein. Außerdem stellt die Sollspitzenwertvergleichseinheit 41 das Antriebserlaubnissignal S0 in dem Fall als niedrig ein, in dem „Erfassungswert des Antriebsstroms ≥ Sollspitzenwert” ist.
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Nachdem das Einspritzbefehlssignal S#n vom Mikrocomputer 25 „hoch” wurde, bis das Antriebserlaubnissignal S0 von der Sollspitzenwertvergleichseinheit 41 „niedrig” wird, schaltet die Ausgabeeinheit 42 den Transistor T12 als einen Entladeschalter ein.
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Durch eine derartige Entladesteuereinheit 35 wird eine Steuerung des Transistors 12 wie vorstehend beschrieben erzielt, die die Entladesteuerung des Einschaltens des Transistors T12 ist, bis der Antriebsstrom den Sollspitzenwert „ia” erreicht, wenn das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wird, und das Ausführen des Entladens vom Kondensator C0 an die Spule 2a.
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Die Konstantstromsteuereinheit 37 umfasst eine erste Vergleichseinheit 43, eine zweite Vergleichseinheit 44, eine Ausgabeeinheit 45 und eine Zeitgebereinheit 46.
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Die erste Vergleichseinheit 43 vergleicht den Erfassungswert des Antriebsstroms auf der Grundlage des Stromüberwachungssignals Vi und des Sollaufnahmestromwerts, den die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 ausgibt, miteinander.
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Der Sollaufnahmestromwert ist ein Sollwert des Anfangsstroms und wird so erläutert, dass er den ersten unteren Schwellenwert ibL wie vorstehend (siehe 2) beschrieben in diesem Beispiel ausdrückt.
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Daher legt die erste Vergleichseinheit 43 den Sollaufnahmestromwert als den ersten unteren Schwellenwert ibL fest und legt einen Wert, den man durch Hinzufügen eines vorab festgelegten Werts ia zum Sollaufnahmestromwert erhält, als den ersten oberen Schwellenwert ibH wie vorstehend beschrieben fest. Außerdem behält die erste Vergleichseinheit 43 ein erstes Antriebserlaubnissignal S1 an die Ausgabeeinheit 45 als hoch bei, wenn bestimmt wird, dass der Erfassungswert des Antriebsstroms auf dem ersten unteren Schwellenwert ibL oder darunter liegt, und behält das erste Antriebserlaubnissignal S1 an die Ausgabeeinheit 45 als niedrig bei, wenn bestimmt wird, dass der Erfassungswert des Antriebsstroms auf dem ersten oberen Schwellenwert ibH oder darüber liegt.
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Zudem vergleicht die zweite Vergleichseinheit 44 den Erfassungswert des Antriebsstroms auf der Grundlage des Stromüberwachungssignals Vi und des Sollhaltestromwerts miteinander.
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Der Sollhaltestromwert ist ein Sollwert des Haltestroms und wird so erläutert, dass er den zweiten unteren Schwellenwert icL wie vorstehend (siehe 2) beschrieben in diesem Beispiel ausdrückt. Außerdem ist der Sollhaltestromwert ein festgelegter Wert.
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Daher legt die zweite Vergleichseinheit 44 den Sollhaltestromwert als den zweiten unteren Schwellenwert icL fest und legt einen Wert, den man durch Hinzufügen eines vorab festgelegten Werts iβ zum Sollhaltestromwert erhält, als den zweiten oberen Schwellenwert icH wie vorstehend beschrieben fest. Außerdem behält die zweite Vergleichseinheit 44 ein zweites Antriebserlaubnissignal S2 an die Ausgabeeinheit 45 als hoch bei, wenn bestimmt wird, dass der Erfassungswert des Antriebsstroms auf dem zweiten unteren Schwellenwert icL oder darunter liegt, und behält das zweite Antriebserlaubnissignal S2 an die Ausgabeeinheit 45 als niedrig bei, wenn bestimmt wird, dass der Erfassungswert des Antriebsstroms auf dem zweiten oberen Schwellenwert icH oder darüber liegt.
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Wenn das Einspritzbefehlssignal S#n von „niedrig” auf „hoch” wechselt, beginnt die Zeitgebereinheit 46 mit der Messung der Zeit, und wenn die vorstehend beschriebene Zeit Tb verstrichen ist, benachrichtigt sie die Ausgabeeinheit 45 über das Ereignis, dass der Stromwertumschaltzeitpunkt gekommen ist.
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Nachdem das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wurde, bis das Kommen des Stromwertumschaltzeitpunkts von der Zeitgebereinheit 46 mitgeteilt wird, schaltet die Ausgabeeinheit 45 den Transistor T11 als einen Konstantstromschalter entsprechend dem ersten Antriebserlaubnissignal S1 von der ersten Vergleichseinheit 43 ein/aus. Genauer gesagt wird der Transistor T11 eingeschaltet, wenn das erste Antriebserlaubnissignal S1 „hoch” ist, und der Transistor T11 wird abgeschaltet, wenn das erste Antriebserlaubnissignal S1 „niedrig” ist. Außerdem wird durch diese Einsätze der Ausgabeeinheit 45 und der ersten Vergleichseinheit 43 die erste Konstantstromsteuerung wie vorstehend beschrieben erzielt.
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Nachdem das Kommen des Stromwertumschaltzeitpunkts durch die Zeitgebereinheit 46 mitgeteilt wurde, bis das Einspritzbefehlssignal S#n „niedrig” wird, schaltet die Ausgabeeinheit 45 den Transistor T11 nach dem zweiten Antriebserlaubnissignal S2 von der zweiten Vergleichseinheit 44 ein/aus. Genauer gesagt wird der Transistor T11 eingeschaltet, wenn das zweite Antriebserlaubnissignal S2 „hoch” ist, und der Transistor T11 wird abgeschaltet, wenn das zweite Antriebserlaubnissignal S2 „niedrig” ist. Auch durch diese Einsätze der Ausgabeeinheit 45 und der zweiten Vergleichseinheit 44 wird die zweite Konstantstromsteuerung wie vorstehend beschrieben erzielt.
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Die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 umfasst eine Spannungserfassungseinheit 47, einen Speicher 48 und eine Vergleichseinheit 49.
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Die Spannungserfassungseinheit 47 erfasst die Ladespannung VC zu der Zeit, bevor das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a beginnt, auf der Grundlage des Spannungsüberwachungssignals Vm von der Spannungsteilerschaltung 29. Außerdem wird der Erfassungszeitpunkt der Ladespannung VC durch die Spannungserfassungseinheit 47 später beschrieben.
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Wie beispielsweise durch die durchgezogene Linie in 4 beispielhaft gezeigt, wird in dem Speicher 48 die entsprechende Beziehung zwischen der Ladespannung VC und dem Sollaufnahmestromwert gespeichert. Die entsprechende Beziehung, die in dem Speicher 48 gespeichert ist, dient zum Bestimmen des Sollaufnahmestromwerts, der mit Bezug auf die tatsächliche Ladespannung VC einzustellen ist. Außerdem ist die entsprechende Beziehung, die in dem Speicher 48 gespeichert ist, eine derartige Beziehung, dass der Sollaufnahmestromwert größer wird, wenn die Ladespannung VC größer ist. Außerdem zeigt in diesem Beispiel die entsprechende Beziehung, die in dem Speicher 48 gespeichert ist, eine lineare Beziehung zwischen der Ladespannung VC und dem Sollaufnahmestromwert. Außerdem kann die entsprechende Beziehung, die in dem Speicher 48 gespeichert ist, wie durch eine Einpunktstrichlinie in 4 beispielhaft gezeigt, als eine Modifizierung eine derartige entsprechende Beziehung sein, dass sich der Sollaufnahmestromwert relativ zur Ladespannung VC stufenweise ändert, und kann konkret gesagt eine solche entsprechende Beziehung sein, dass der Sollaufnahmestromwert stufenweise ansteigt, wenn die Ladespannung VC höher wird.
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Die Vergleichseinheit 49 liest den Sollaufnahmestromwert, der zur Ladespannung VC passt, die von der Spannungserfassungseinheit 47 erfasst wird, aus dem Speicher 48 aus und gibt den ausgelesenen Sollaufnahmestromwert an die Konstantstromsteuereinheit 37 (genauer gesagt die erste Vergleichseinheit 43) aus.
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Daher wird der Sollaufnahmestromwert, der von der ersten Vergleichseinheit 43 der Konstantstromsteuereinheit 37 zum Vergleich mit dem Erfassungswert des Antriebsstroms verwendet wird, variabel für jede Antriebszeit der Kraftstoffeinspritzung 2 passend zur Ladespannung VC zu der Zeit festgelegt, bevor das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a beginnt. Außerdem wird der Anfangsstrom geändert, der durch die erste Konstantstromsteuerung dazu veranlasst wird, in der Spule 2a zu fließen, wenn der Sollaufnahmestromwert geändert wird.
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Als Nächstes wird der Erfassungszeitpunkt der Ladespannung VC durch die Spannungserfassungseinheit 47 unter Verwendung von 5 erläutert.
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Wie in der ersten Zeile und der dritten Zeile in 5 gezeigt gibt es eine Zeitverzögerung Td, nachdem das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wurde (anders gesagt nach dem Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts), bis das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a beginnt. Der Grund dafür ist, dass es zumindest die Einschaltzeit des Transistors T12 gibt. Daher erfasst die Spannungserfassungseinheit 47 die Ladespannung VC, während die Verzögerungszeit Td wie vorstehend beschrieben verstreicht, wenn das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wird (in anderen Worten, wenn der Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts kommt). Demgemäß kann die Ladespannung VC unmittelbar vor dem Beginn des Entladens des Kondensator C0 in die Spule 2a erfasst werden.
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Andererseits kann ein anderes Aufbaubeispiel wie in der ersten bis dritten Zeile in 5 gezeigt so aufgebaut sein, dass die Spannungserfassungseinheit 47 die Ladespannung VC an jeweils konstanten Zeitpunkten (in diesem Fall während jedes Zeitabschnitts des Steuertakts der Steuer-IC 27) in dem Zeitabschnitt erfasst, in dem das Einspritzbefehlssignal S#n „niedrig” ist. Auch in diesem Fall muss die letzte Ladespannung VC, die von der Spannungserfassungseinheit 47 zu dem Zeitpunkt erfasst wird, zu dem das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wird (die Ladespannung VC, die zu dem Zeitpunkt des Steuertakts erfasst wird, der von der kreisförmig gestrichelten Linie in dem Beispiel der 5 umgeben ist), als das Erfassungsergebnis nur an die Vergleichseinheit 49 abgegeben werden. Im Vergleich mit einem solchen Aufbaubeispiel kann jedoch ein Aufbau des Erfassens der Ladespannung VC während der Zeit, bis die vorstehend beschriebene Verzögerungszeit Td verstreicht, wenn das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wird, die Ladespannung VC unmittelbar vor dem Startzeitpunkt des eigentlichen Entladens erfassen.
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Als Nächstes wird der Grund des variablen Steuerns des Aufnahmestroms (des Sollaufnahmestromwerts) unter Verwendung der 6 erläutert.
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Die Kraftstoffeinspritzung 2 öffnet dadurch, dass die der Spule 2a zugeführte Energie einen vorab festgelegten für die Ventilöffnung nötigen Wert erreicht. In 6 ist „top” der Ventilöffnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2, und die Fläche des Antriebsstroms, die mit den diagonalen Linien markiert ist, zeigt die Energie des für die Ventilöffnung nötigen Werts.
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Andererseits fluktuiert die Neigung des Entladestroms vom Kondensator C0 an die Spule 2a passend zur Ladespannung VC des Kondensators C0 zu der Zeit, zu der das Entladen beginnt. Der Anstieg des Entladestroms wird steil, wenn die Ladespannung VC höher ist, wie im unteren Teil der 6 gezeigt, und wird sanft, wenn die Ladespannung VC niedriger ist, wie im oberen Teil der 6 gezeigt.
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Daher wird die Entladezeit Ta vom Antriebsstartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2, bis der in der Spule 2a fließende Antriebsstrom den Sollspitzenwert „ia” erreicht, kürzer, wenn die Ladespannung VC höher ist, wie in der unteren Hälfte der 6 gezeigt, und wird länger, wenn die Ladespannung VC niedriger ist, wie in der oberen Hälfte der 6 gezeigt. Außerdem verringert sich die Zuführenergie vom Kondensator C0 an die Spule 2a, wenn die Entladezeit Ta kürzer wird, und umgekehrt steigt die Zuführenergie vom Kondensator C0 an die Spule 2a, wenn die Entladezeit länger wird.
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Daher ändert sich wie in 6 gezeigt zwischen den Fällen, in denen die Entladezeit Ta kurz und lang ist, wenn der Aufnahmestrom nach dem Beenden des Entladens gleich ist, die Zeit Tod vom Antriebsstartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2, bis die der Spule 2a zugeführte Energie den für die Ventilöffnung nötigen Wert erreicht (nämlich die Ventilöffnungsverzögerungszeit der Kraftstoffeinspritzung 2).
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Mit anderen Worten wird die Entladezeit Ta kürzer und die Zuführenergie vom Kondensator C0 an die Spule 2a wird geringer, wenn die Ladespannung VC vor dem Beginn des Entladens höher ist. Daher wird die Zeit Tod lang, bis die der Spule 2a zugeführte Energie, die die Zuführenergie durch den Aufnahmestrom umfasst, den für die Ventilöffnung nötigen Wert erreicht, und als ein Ergebnis verzögert sich die Ventilöffnungszeit top der Kraftstoffeinspritzung 2. Dagegen wird die Entladezeit Ta lang, wenn die Ladespannung VC vor Beginn des Entladens niedriger ist, und die Zuführenergie vom Kondensator C0 an die Spule 2a steigt. Daher wird die Zeit Tod kurz, bis die der Spule 2a zugeführte Energie, die die Zuführenergie durch den Aufnahmestrom umfasst, den für die Ventilöffnung verlangten Wert erreicht, und als ein Ergebnis verschiebt sich der Ventilöffnungszeitpunkt top der Kraftstoffeinspritzung 2 nach vorn. „Δt” in 6 zeigt die Streuung des Ventilöffnungszeitpunkts top, die durch den Unterschied der Ladespannung VC verursacht wird. Außerdem fluktuiert die Kraftstoffeinspritzmenge, wenn der Ventilöffnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2 derart streut, und daher verschlechtern sich der Kraftstoffverbrauch und die Emission.
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Daher wird in der ECU 1 die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 in der Steuer-IC 27 angeordnet, der Aufnahmestrom wird variabel entsprechend der Ladespannung VC der Zeit vor dem Beginn des Entladens gesteuert, und es wird dadurch so eingerichtet, dass der Ventilöffnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2 selbst dann konstant bleibt, wenn die Ladespannung VC fluktuiert. Konkret gesagt ist sie wie in 4 gezeigt so eingerichtet, dass der Aufnahmestrom auf einen größeren Wert geladen wird, wenn die Ladespannung VC vor dem Beginn des Entladens größer ist. Dagegen ist sie so eingerichtet, dass der Aufnahmestrom auf einen kleineren Wert geladen wird, wenn die Ladespannung VC vor dem Beginn des Entladens kleiner ist.
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Beispielsweise verringert sich die Ladespannung VC wie in 7 gezeigt bei jeder Ausführung einer Kraftstoffeinspritzung jeder Stufe, wenn die Mehrstufeneinspritzung ausgeführt wird. Im Beispiel der 7 wird ein derartiger Fall gezeigt, dass die Ladespannung VC in der Ladesteuerung zur Sollspannung wird, bevor die Mehrfacheinspritzung beginnt, und die Ladespannung VC verringert sich allmählich von der Sollspannung jedes Mal, wenn ein Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a für die Kraftstoffeinspritzung jeder Stufe ausgeführt wird. In 7 ist der Zeitabschnitt (1) der Einspritzzeitabschnitt der ersten Stufe, der Zeitabschnitt (2) ist der Einspritzzeitabschnitt der zweiten Stufe und der Zeitabschnitt (3) ist der Einspritzzeitabschnitt der dritten Stufe. In einem Fall wie in 7 gezeigt wird der Aufnahmestrom auf einen kleineren Wert geändert, wenn sich die Ladespannung VC verringert.
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In 8 drückt die Wellenform der gestrichelten Linie beispielhaft den Antriebsstrom im Einspritzzeitabschnitt der erste Stufe in 7 aus, und die Wellenform der durchgezogenen Linie drückt beispielhaft den Antriebsstrom im Einspritzzeitabschnitt der dritten Stufe in 7 aus. Außerdem zeigt der mit den diagonalen Linien markierte Bereich sowohl bei der Wellenform der gestrichelten Linie als auch bei der Wellenform der durchgezogenen Linie die Energie des für die Ventilöffnung nötigen Werts.
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Wie in 8 gezeigt kann der Aufnahmestrom entsprechend der ECU 1 mit Bezug auf die Einspritzung jeder Stufe, bei der sich die Ladespannung VC ändert, so geändert werden, dass die Ventilöffnungsverzögerungszeit Tod vom Antriebsstartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2 bis zum Erreichen des für die Ventilöffnung nötigen Werts durch die der Spule 2a zugeführte Energie konstant wird. Daher kann die Streuung des Ventilöffnungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung 2 unterdrückt werden, was dazu führt, dass die Steuergenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge verbessert wird und dass eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und der Emission erzielt werden kann.
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Um die Ventilöffnungsverzögerungszeit Tod vom Antriebsstartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung 2 bis zum Erreichen des für die Ventilöffnung nötigen Werts durch die der Spule 2a zugeführte Energie festzulegen, ist auch ein Verfahren des Änderns des Sollspitzenwerts „ia” möglich. Weil der Entladestrom jedoch ein großer Strom ist, wird eine Beschränkung des oberen Grenzwerts im Sollspitzenwert „ia” erzeugt, wenn der zulässige Abschnitt der Maximalauslegung des Transistors T12 kleiner ist. Mit Bezug auf den Aufnahmestrom gibt es einen Freiraum in der Maximalauslegung des Transistors T11, weil der Stromwert kleiner als der Entladestrom ist. Daher ist das Verfahren des Änderns des Aufnahmestroms effektiv.
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Währenddessen muss der Aufnahmestrom dazu veranlasst werden, in der Spule 2a zu fließen, bis die Kraftstoffeinspritzung 2 öffnet. Daher ist es nötig, den Stromwertumschaltzeitpunkt zum Schalten der ersten Konstantstromsteuerung in die zweite Konstantstromsteuerung so einzustellen, dass er nach dem Ventilöffnungszeitpunkt des Falls eintritt, in dem die Ventilöffnungsverzögerungszeit Tod der Kraftstoffeinspritzung 2 maximal wird. Demgemäß muss der Stromwertumschaltzeitpunkt auf einen Zeitpunkt festgelegt werden, der gegenüber einem konzipierten Standardventilöffnungszeitpunkt stark verzögert ist, wenn die Streuung der Ventilöffnungsverzögerungszeit Tod (die auch die Streuung des Ventilöffnungszeitpunkts ist) groß ist. Dann wird der Zeitabschnitt kurz, in dem der Haltestrom dazu veranlasst wird, in der Spule 2a außerhalb des Antriebszeitabschnitts zu fließen, und der Stromverbrauch für den Antrieb der Kraftstoffeinspritzung 2 steigt.
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Andererseits ist es mit der ECU 1 nicht nötig, den Stromwertumschaltzeitpunkt auf den Zeitpunkt festzulegen, der sich gegenüber dem Standardventilöffnungszeitpunkt stark verzögert, weil die Streuung des Ventilöffnungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung 2 unterdrückt werden kann. In anderen Worten kann der Zeitabschnitt, um den Aufnahmestrom in der Spule 2a fließen zu lassen, kurz eingestellt werden. In dem vorstehend beschriebenen Beispiel kann die Zeit Tb (siehe 2) vom Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts bis zum Stromwertumschaltzeitpunkt auf eine kurze Zeit eingestellt sein. Daher kann der Stromverbrauch zum Antreiben der Kraftstoffeinspritzung 2 verringert werden.
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In der ECU 1 ist es wie durch die durchgezogene Linie in 4 beispielhaft gezeigt vorgesehen, dass der Aufnahmestrom linear passend zur Ladespannung VC geändert wird. Daher kann die variable Auflösung des Aufnahmestroms verbessert werden, was dazu führt, dass die Genauigkeit der Konstanz des Ventilöffnungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung 2 verbessert werden kann.
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In der ECU 1 erfasst die Spannungserfassungseinheit 47 der Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 wie unter Verwendung von 5 erläutert die Ladespannung VC, bis das Entladen vom Kondensator C0 beginnt, wenn das Einspritzbefehlssignal S#n „hoch” wird. Daher kann die Ladespannung VC unmittelbar vor dem Starten des Entladens vom Kondensator C0 sicher erfasst werden. Demgemäß kann der Aufnahmestrom zum Erzeugen der Konstanz des Ventilöffnungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung 2 genauer eingestellt werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Obwohl als Nächstes die ECU der zweiten Ausführungsform erläutert wird, wird mit Bezug auf das Bezugszeichen der ECU „1” verwendet, was gleich wie in der ersten Ausführungsform ist. Zudem werden mit Bezug auf die bildenden Elemente und die Verarbeitung, die ähnlich jenen der ersten Ausführungsform sind, ebenfalls die Bezugszeichen verwendet, die gleich wie jene der ersten Ausführungsform sind.
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Von der ECU 1 der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die ECU 1 der zweiten Ausführungsform in den nachstehend erläuterten Punkten «1» und «2».
- «1» Wenn bestimmt wird, dass die Mehrstufeneinspritzung ausgeführt wird, gibt der Mikrocomputer 25 die Phasenzahlinformation, die die Anzahl der Einspritzphasen der Mehrstufeneinspritzung zeigt, die ab jetzt ausgeführt wird, an die Steuer-IC 27 vor dem Zeitpunkt des Ausgebens des Einspritzbefehlssignals für die erste Einspritzung (erste Stufe) der Mehrstufeneinspritzung aus. Die Phasenzahlinformation entspricht Daten einer Vielzahl von Bits, die beispielsweise die Anzahl der Einspritzphasen zeigen. Zudem gibt der Mikrocomputer 25 auch die Phasenzahlinformation, die zeigt, dass die Anzahl der Einspritzphasen 1 ist, an die Steuer-IC 27 vor dem Zeitpunkt der Ausgabe des Einspritzbefehlssignals für die Einstufeneinspritzung aus, wenn bestimmt wird, dass die Einstufeneinspritzung ausgeführt wird.
- «2» Die Steuer-IC 27 umfasst eine in 9 gezeigte Antriebsstromsteuereinheit 34 anstelle der Antriebsstromsteuereinheit 33 der 3. Außerdem unterscheidet sich die in 9 gezeigte Antriebsstromsteuereinheit 34 von der Antriebsstromsteuereinheit 33 der 3 weiterhin dadurch, dass sie eine Bestimmungseinheit 51 aufweist.
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Wie in 9 gezeigt wird die Phasenzahlinformation vom Mikrocomputer 25 in die Bestimmungseinheit 51 eingelesen. Außerdem führt die Bestimmungseinheit 51 Abläufe der 10 durch, wenn die Phasenzahlinformation eingelesen wird.
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Wie in 10 gezeigt bestimmt (S110) die Bestimmungseinheit 51 auf der Grundlage der Phasenzahlinformation vom Mikrocomputer 25, ob die Anzahl der Einspritzphasen der von der Kraftstoffeinspritzung 2 ab jetzt ausgeführten Kraftstoffeinspritzung gleich groß wie oder größer als eine vorab festgelegte Anzahl N (beispielsweise 2) ist.
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Wenn bestimmt wird, dass die Anzahl der Einspritzphasen gleich groß wie oder größer als die vorab festgelegte Anzahl N ist (S110: JA), gibt die Bestimmungseinheit 51 ein Einsatzerlaubnissignal an die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 aus (S120). Dann wird von der Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 eine variable Steuerung des Sollaufnahmestromwerts passend zur Ladespannung VC ausgeführt.
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Wenn die Anzahl der Einspritzphasen als nicht gleich groß wie oder größer als die vorab festgelegte Anzahl N bestimmt wird (S110: NEIN), gibt die Bestimmungseinheit 51 ein Einsatzstoppsignal an die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 aus (S130). Dann stoppt der Einsatz der Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39. In diesem Fall wird der ersten Vergleichseinheit 43 der Konstantstromsteuereinheit 37 ein vorab bestimmter fester Wert als der Sollaufnahmestromwert abgegeben. Der feste Wert ist ein Wert gleich dem Sollaufnahmestromwert, der mit Bezug auf die Sollspannung in dem Speicher 48 gespeichert ist. Das ist so, weil die Ladespannung VC nicht stark von der Sollspannung abweicht, wenn die Anzahl der Einspritzphasen nicht gleich groß wie oder größer als die vorab festgelegte Anzahl N ist.
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Mit der vorstehend beschriebenen ECU 1 der zweiten Ausführungsform wird die variable Steuerung des Sollaufnahmestromwerts durch die Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39 nur dann ausgeführt, wenn angenommen wird, dass die Ladespannung stark fluktuiert. Daher kann der Effekt der Verringerung der Verarbeitungslast und des Stromverbrauchs bei der Steuer-IC 27 sichergestellt sein.
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[Erste Modifizierung]
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Der Zeitpunkt des Umschaltens der ersten Konstantstromsteuerung in die zweite Konstantstromsteuerung (Stromwertschaltzeitpunkt) kann der Zeitpunkt sein, an dem eine konstante Zeit seit dem Entladebeendigungszeitpunkt verstrichen ist, an dem der Transistor T12 abgeschaltet wird.
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[Zweite Modifizierung]
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Ein Wert, der beispielsweise den ersten oberen Schwellenwert ibH ausdrückt, kann an die erste Vergleichseinheit 43 der Konstantstromsteuereinheit 37 als der Sollaufnahmestromwert abgegeben werden. In diesem Fall legt die erste Vergleichseinheit 43 den Sollaufnahmestromwert als den ersten oberen Schwellenwert ibH fest und legt einen Wert, den man durch Abziehen des vorab festgelegten Werts iα vom Sollaufnahmestromwert erhält, als den ersten unteren Schwellenwert ibL fest. Beispielsweise kann zudem ein Wert, der den ersten konstanten Wert „ib” wie vorstehend beschrieben (siehe 2) ausdrückt, an die erste Vergleichseinheit 43 der Konstantstromsteuereinheit 37 als der Sollaufnahmestromwert abgegeben werden. In dem Fall legt die erste Vergleichseinheit 43 einen Wert, den man durch Hinzufügen eines vorab festgelegten Werts i1 zum Sollaufnahmestromwert erhält, als den ersten oberen Schwellenwert ibH fest und legt einen Wert, den man durch Abziehen eines vorab festgelegten Werts i2 vom Sollaufnahmestromwert erhält, als den ersten unteren Schwellenwert ibL fest. Diese Ereignisse sind auch mit Bezug auf den Sollaufnahmestromwert und die zweite Vergleichseinheit 44 ähnlich.
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[Dritte Modifizierung]
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Die ECU 1 kann einen Spannungsänderungsabschnitt umfassen, der die Sollspannung ändert, die zum Steuern der Ladespannung VC verwendet wird. Der Spannungsänderungsabschnitt kann beispielsweise dazu aufgebaut sein, die Sollspannung passend zur Anzahl der Einspritzphasen der Kraftstoffeinspritzung zu ändern, die von der Kraftstoffeinspritzung 2 ausgeführt wird.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend erläutert wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Aspekte aufweisen. Außerdem sind die numerischen Zahlen wie vorstehend beschrieben nur Beispiele und können andere Werte sein.
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Beispielsweise kann eine Funktion, die ein bildendes Element in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aufweist, auf eine Vielzahl von bildenden Elementen verteilt sein, und Funktionen, die von mehreren bildenden Elementen verwirklicht werden, können in eine Funktion eines bildenden Elements integriert werden. Auch kann zumindest ein Teil des Aufbaus der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch einen öffentlich bekannten Aufbau mit einer ähnlichen Funktion ersetzt werden. Zudem kann ein Teil des Aufbaus der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weggelassen werden. Außerdem kann zumindest ein Teil des Aufbaus der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch einen Aufbau einer anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsform ersetzt oder diesem hinzugefügt werden. Zudem sind alle Aspekte, die in dem technischen Gedanken enthalten sind, der durch den in den Ansprüchen beschriebenen Text zu identifizieren ist, die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Zudem kann die vorliegende Offenbarung auch durch verschiedene Formen wie die vorstehend beschriebene ECU, ein System, das die ECU als ein bildendes Element umfasst, ein Programm, um eine Computerfunktion als die ECU einzusetzen, ein Medium, das das Programm aufzeichnet, und ein Kraftstoffeinspritzantriebsverfahren erzielt werden.
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Als Resümee leistet die Erfindung Folgendes:
Eine ECU 1 umfasst einen DC-DC-Wandler 21, der die elektrische Zuführspannung VB verstärkt und den Kondensator C0 lädt, eine Ladesteuereinheit 31, die den DC-DC-Wandler 21 so betreibt, dass eine Ladespannung VC des Kondensators C0 zu einer Sollspannung wird, eine Entladesteuereinheit 35, die ein Entladen des Kondensators C0 an die Spule 2a bewirkt, bis ein Strom, der in der Spule 2a einer Kraftstoffeinspritzung 2 fließt, einen Sollspitzenwert erreicht, wenn der Startzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts der Kraftstoffeinspritzung 2 kommt, eine Konstantstromsteuereinheit 37, die einen Aufnahmestrom dazu veranlasst, während der Zeit in der Spule 2a zu fließen, bis ein vorab festgelegter Zeitpunkt kommt, an dem das Entladen vom Kondensator C0 in dem Antriebszeitabschnitt endet, und danach einen Haltestrom dazu veranlasst, in der Spule 2a zu fließen, bis der Antriebszeitabschnitt endet, und eine Sollaufnahmestromwertsteuereinheit 39, die den Aufnahmestrom entsprechend der Ladespannung VC zu der Zeit ändert, bevor das Entladen des Kondensators C0 in die Spule 2a beginnt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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