DE10344280B4 - Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine mit einer Haupt-Energieversorgung (1) zum Ausgeben einer Spannung in einem Bereich bis zu einer maximalen Spannung (Vpmax) und mit einem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) zum Treiben des Kraftstoff-Einspritzventils, umfassend: eine Hilfs-Energieversorgung (6) zum Hochstufen der der von der Haupt-Energieversorgung (1) gelieferten Spannung in einen Bereich, dessen minimale Spannung (Vpmin) höher ist als die maximale Spannung von der Haupt-Energieversorgung (1); ein erstes Schaltelement (20, 20a~20d) zum Anlegen der Spannung von der Hilfs-Energieversorgung (6) an das elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d); ein zweites Schaltelement (24, 24a~24d) zum Anlegen der Spannung von der Haupt-Energieversorgung (1) an das elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d); ein drittes Schaltelement (26, 26a~26d), das mit dem elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d) derart verbunden ist, dass es die Stromversorgung zum elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) bei einer hohen Geschwindigkeit unterbrechen kann, wobei das dritte Schaltelement (26, 26a~26d) eine Charakteristik aufweist, welche eine Haltespannung auf einen Spannungswert begrenzt, der höher ist als die von der Hilfs-Spannungsversorgung (6) gelieferte maximale Spannung (Vpmax); eine Stromerfassungseinrichtung (29, 29a~29d) zum Erfassen des Leitungsstroms zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d); eine Ventilöffnungs-Signaleinrichtung (4a–4d) zum Empfangen einer Betriebsinformation von der Brennkraftmaschine und zum Ausgeben eines Ventilöffnungssignals (PL1) entsprechend einer Öffnungsdauer des Kraftstoff-Einspritzventils und eines Ventilöffnungs-Betriebssignals (PL2), das innerhalb eines Teils (Tk) der Öffnungsdauer des Kraftstoff-Einspritzventils wirksam ist; und eine Leitungssteuereinrichtung (16, 16b) zum Steuern einer Energiezuführung zum elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) in Abhängigkeit der Signale (PL1, PL2) von der Ventilöffnungs-Signaleinrichtung (4a~4d); wobei die Leitungssteuereinrichtung (16, 16b) ...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung eines Kraftstoffeinspritzventils, das eine Kraftstoffeinspritzung zu einem Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug durchführt, und genauer auf eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine bei einer hohen Geschwindigkeit.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • An einem Fahrzeug sind im allgemeinen angebracht: ein Sensor zum Erfassen verschiedener Information in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors; und Steuermittel, das eine Ventilöffnungszeit und eine Ventilöffnungszeitperiode eines Kraftstoffeinspritzventils auf der Basis von Information von dem Sensor handhabt und eine Menge an Kraftstoff bestimmt, die dem Verbrennungsmotor zuzuführen ist, um das Kraftstoffeinspritzventils anzusteuern. Dieses Steuermittel inkludiert: Ventilöffnungssignalgenerierungsmittel zum Handhaben der oben erwähnten Ventilöffnungszeit und Ventilöffnungszeitperiode, um ein Ventilöffnungssignal auszugeben; Energieeinspeisungssteuermittel zum schnellen Ansteuern bei einer hohen Spannung eines elektromagnetischen Ventils des Kraftstoffeinspritzventils als Reaktion auf das vorangehende Ventilöffnungssignal und danach Halten eines offenen Ventils bei einem niedrigen Strom; und ein Energieversorgungsgerät zum Zuführen elektrischer Energie zu dem Ventilöffnungssignalgenerierungsmittel und Energieeinspeisungssteuermittel und Generieren elektrischer Ansteuerenergie für das Kraftstoffeinspritzventil. Bisher wurden mehrere Versuche auf dem Gebiet des Stands der Technik wie folgt vorgeschlagen.
  • Gemäß dem Stand der Technik in JP 07-071639 A (Seiten 2–4, 1) sind eine Batterieenergieversorgung, ein Leitungssteuertransistor und ein elektromagnetisches Ventil in Reihe verbunden. Ferner ist eine Hilfsenergieversorgung zum Zuführen eines großen Stroms zu dem elektromagnetischen Ventil zum Zeitpunkt des Schließens einer Schaltung des Leitungssteuertransistors vorgesehen. Diese Hilfsenergieversorgung besteht aus einem DC-DC-Spannungshochstufwandler und einem Kondensator zum Aufladen einer DC-Hochstufspannung. Während einer vorbestimmten Zeitperiode wird zu frühen Zeiten einer Leitung elektrischer Energie zu dem elektromagnetischen Ventil der Leitungssteuertransistor in einen Zustand vollständiger Leitung gebracht, um einen Strom von der Hilfsenergieversorgung ebenso wie einen Strom von einer Batterieenergieversorgung zu leiten. Danach ist der Leitungssteuertransistor Gegenstand einer Leitungssteuerung für eine konstante Stromsteuerung. In dieser Anordnung wird eine vorbestimmte Zeitperiode zu frühen Zeiten einer Leitung eingestellt, eine Summe einer Zeitperiode zu sein, wenn eine Nadel des elektromagnetischen Ventils vollständig angehoben ist, und einer Zeitperiode, wenn keine Begrenzung der Nadel beobachtet wird.
  • Gemäß dem Stand der Technik in JP 2001-234793 A (Seiten 4–6, 1 und 2) ist ein elektromagnetisches Ventil versehen mit: einer Energieeinspeisungsschaltung von einem Kondensator, die eine DC-Hochstufspannung mittels eines DC-DC-Spannungshochstufwandlers lädt; einer Energieeinspeisungsschaltung von einer Batterieenergieversorgung einschließlich einer Rückflussverhinderungsdiode; und einem Stromsteuerelement für eine EIN-/AUS-Steuerung eines Stroms, der durch das elektromagnetische Ventil fließt. Mit diesem Stromsteuerelement ist ein Stromerfassungswiderstand in Reihe verbunden. Zuerst wird eine Hochstufspannung zu dem elektromagnetischen Ventil als Reaktion auf ein Ventilöffnungssignal angelegt, und das elektromagnetische Ventil wird bei einem großen Strom angesteuert. Wenn dieser Strom auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt wird, wird die Energieeinspeisung umgeschaltet, um von der Batterieenergieversorgung zugeführt zu werden, und ein konstanter Strom wird als Reaktion auf Ausgaben von dem Stromerfassungswiderstand geleitet. Elektromagnetische Energie des elektromagnetischen Ventils, wenn das Stromsteuerelement AUS ist, wird zu dem Kondensator mittels der Diode zurückgeführt.
  • Gemäß dem Stand der Technik in JP 11-351039 A (Seiten 4–6, 1 bis 3) wird ein elektromagnetisches Ventil bei einem großen Strom zu frühen Zeiten einer Ansteuerung angesteuert, und danach für eine vorbestimmte Zeitperiode bei einem konstanten Strom angesteuert. In diesem bekannten Stand der Technik werden eine Konstantspannungsschaltung, die eine konstant hohe Spannung ausgibt, und eine große Kapazität eines Kondensator, der durch diese Konstantspannungsschaltung aufzuladen ist, als eine Energieversorgung zum Ansteuern des elektromagnetischen Ventils bei einem großen Strompegel eingesetzt. Ferner kann durch automatische Durchführung einer Ladung des Kondensators ohne Beachtung dessen, ob das elektromagnetische Ventil EIN/AUS ist, eine Öffnung des Ventils, das bei einem großen Strompegel angesteuert wird, bis zu einer Region von Rotation mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
  • Zudem ist aus DE 28 28 678 A die Ansteuerung von elektromagnetischen Einspritzventilen mit einer ersten Phase, in der eine erhöhte Spannung (z. B. von einem vorgeladenen Kondensator) an die Ventilspule gelegt wird (die so genannte Anzugsphase), mit einer zweiten Phase, in der der Spulenstrom durch getaktete Aufschaltung der normalen Bordnetz- bzw. Batteriespannung auf einen gewünschten Haltestrom geregelt wird und mit einer Abschaltphase bekannt, in der der Spulenstrom abgeschaltet wird anhand eines Spulenfreilaufkreises mit vorgegebener Gegenspannung.
  • Gemäß dem Stand der Technik in JP 07-269404 A (Seiten 4–6, 1) wird ein elektromagnetisches Ventil angesteuert durch: Spitzenstromversorgungsmittel zum Leiten eines Spitzenstroms zum öffnen des Ventils bei einer hohen Geschwindigkeit bei Anlauf der Leitung; und Haltestromversorgungsmittel zum Leiten eines Haltestroms, der kleiner als der Spitzenstrom ist, nachdem der Spitzenstrom geleitet wurde. In diesem Stand der Technik wird ein Fehler von einer Ladespannung eines Kondensators, der eine Hochstufspannung lädt, bestimmt, wenn eine Hochstufschaltung zum Leiten des Spitzenstrom fehlerhaft ist. Bei Bestimmung eines Fehlers geschieht eine Ventilöffnungszeit früher, und eine Ventilöffnungszeitperiode wird erhöht, was dadurch zu einer Verhinderung des Abwürgens eines Motors führt.
  • Unter den oben beschriebenen Ständen der Technik beabsichtigt der Stand der Technik gemäß JP 07-071639 A (Seiten 2–4, 1) eine Ventilöffnungsansteuerenergie zu unterstützen und Last in einer Hochspannungshilfsenergieversorgung zu reduzieren, nicht nur durch alleinige Abhängigkeit von einer Hochstufspannung, die in einem Kondensator geladen wurde, um Ansteuerenergie für eine vorbestimmte Zeitperiode in frühen Zeiten einer Leitung zu einem elektromagnetischen Ventil zu bekommen, sondern auch durch Bringen des Leitungssteuertransistors in einen Zustand einer vollständigen Leitung, um die ganze Spannung von einer Batterie einzuspeisen. Es gibt jedoch kein Schaltmittel zwischen dem Kondensator und dem elektromagnetischen Ventil, und deshalb kann eine Ladung zu dem Kondensator während einer Ventiloffenhaltezeitperiode nicht durchgeführt werden. Somit gibt es ein Problem dabei, dass ein beliebiges Nachverfolgen zu einer Region von Rotation bei hoher Geschwindigkeit schwer zu realisieren ist, ebenso wie Ventilöffnungsansteuerenergie wegen einer Spannung der Batterie beträchtlich variiert, was zu einer Instabilität einer Kraftstoffeinspritzcharakteristik führt.
  • Da in dem Stand der Technik in JP 2001-234793 A (Seiten 4–6, 1 und 2) das Schaltelement, das eine hohe Spannung von einem Kondensator zuführt, und das Schaltelement, das eine Spannung von einer Batterie anlegt, vorgesehen sind, ist es sicher, dass eine gemeinsame Nutzung von Ansteuerenergie zu dem Zeitpunkt einer Öffnung des Ventils mit Genauigkeit durchgeführt wird. Ein Ziel dieses bekannten Stands der Technik ist es jedoch, einem Kondensator elektromagnetische Energie zurückzugeben, die in dem elektromagnetischen Ventil geladen wurde. Somit gibt es ein Problem dabei, dass sich eine Genauigkeit einer Steuerung eines Haltestroms mittels eines Stromsteuerelements verringert. D. h. ein Speisestrom zu dem elektromagnetischen Ventil fließt zu einem Stromerfassungswiderstand wie er ist, wenn das Stromsteuerelement leitend ist. Andererseits fließt ein Induktionsstrom des elektromagnetischen Ventils geteilt zu dem Kondensator und dem Stromerfassungswiderstand, wenn das Stromsteuerelement in einem Leerlaufzustand ist. Deshalb stimmt ein Erfassungsstrom in dem Stromerfassungswiderstand nicht mit einem Strom überein, der durch das elektromagnetische Ventil fließt. Ferner wird eine Welligkeit des Stroms, der durch das elektromagnetische Ventil fließt, größer, wenn das Stromsteuerelement EIN/AUS ist, und es ist notwendig, dass ein Haltestrom auf einem ausreichenden Pegel gehalten wird, um ein offenes Ventil auf alle Fälle zu halten. Als ein Ergebnis wird Wärmeerzeugung in dem elektromagnetischen Ventil oder Stromsteuerelement erhöht, und ein Energieverlust steigt an.
  • In dem Stand der Technik gemäß JP 11-351039 A (Seiten 4–6, 1 bis 3) sind auf die gleiche Art und Weise wie in JP 2001-234793 A Schaltelemente getrennt vorgesehen, sodass eine gemeinsame Nutzung von Ansteuerenergie zu dem Zeitpunkt einer Öffnung des Ventils mit Genauigkeit durchgeführt wird. Der Strom, der durch das elektromagnetische Ventil fließt, kehrt zu dem Zeitpunkt einer konstanten Stromsteuerung zu einer Verbindungsdiode zurück, um ein Ventil offen zu halten. Ferner ist ein Schaltelement zum Unterbrechen eines Erregungsstroms zu dem elektromagnetischen Ventil bei einer hohen Geschwindigkeit vorgesehen. In dem Fall des Auftretens eines beliebigen Kurzschlussstromfehlers jedoch, der nicht zum Öffnen einer Schaltung eines Transistors zum Anlegen einer hohen Spannung an das elektromagnetische Ventil fähig ist, wird das Schaltelement unter dem Anwendungszustand der hohen Spannung in einen Leerlauf gebracht. Daher existiert ein Problem dabei, dass das Schaltelement wegen einer hohen Haltespannung gefährdet wird, Schaden zu erleiden, und als ein Ergebnis ist ein Solenoid gefährdet, ausgebrannt zu werden.
  • Wie im Stand der Technik gemäß JP 07-269404 A (in Seiten 4–6, in 1) offengelegt wird, wird eine Ventilöffnungsansteuerung mit einem Haltestrom durch Vorrücken der Ventilöffnungszeit durchgeführt, während die Ventilöffnungszeitperiode ausgedehnt wird, selbst wenn es unmöglich ist, den Spitzenstrom zuzuführen. Entsprechend gibt es ein Problem dabei, dass der Haltestrom auf einen extrem großen Stromwert im Vergleich zu einem Strom, der für ein bloßes Offenhalten des Ventils erforderlich ist, eingestellt werden muss, was zu einer größeren Wärmeerzeugung in dem elektromagnetischen Ventil führt. Außerdem macht es eine Unterdrückung dieser Wärmeerzeugung unmöglich, unter normalen Bedingungen eine ausreichend hohe Spannung anzulegen, um das Ventil bei einer hohen Geschwindigkeit zu öffnen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde unternommen, um die oben erörterten Probleme zu lösen, und hat als ein Ziel eine Bewerkstelligung einer stabilen Kraftstoffeinspritzung ungeachtet einer Spannungsabweichung in einer Batterie, um als eine Hauptenergieversorgung zu agieren, und Verhindern von Ausbrennen und Feuer wegen anomaler Erwärmung ungeachtet des Auftretens eines Kurzschlussfehlers in einem Stromsteuerelement. Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzventils zu erhalten, die zum Durchführen einer zuverlässigen Evakuierungsoperation fähig ist, selbst wenn eine Hochspannungshilfsenergieversorgung zum Durchführen der schnellen Energieeinspeisung dazu kommt, fehlerhaft zu sein.
  • Dieses Ziel wird erreicht durch eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Als ein Ergebnis der erfindungsgemäße Steuervorrichtung kommt Energie für die schnelle Energieeinspeisung zum Zeitpunkt einer Öffnung des Ventils nicht unter den Einfluss einer Spannungsabweichung einer im Fahrzeug befindlichen Batterie, die als die Hauptenergieversorgung agiert. Somit kann eine Ventilöffnungsoperation stabil durchgeführt werden, und es kann verhindert werden, dass die Hilfsenergieversorgung überlastet wird. Des weiteren wird das Hochstufen einer Spannung unmittelbar nach der schnellen Energieeinspeisung gestartet, um zum Erhalten einer stabilen hohen Spannung fähig zu sein, wobei dadurch ermöglicht wird, eine Hilfsenergieversorgung kleinerer Größe bei vernünftigen Kosten zu erzielen. Außerdem ist es möglich, die Energieeinspeisung zuverlässig in drei Stufen einer schnellen Energieeinspeisung, kontinuierlichen Energieeinspeisung und Halteenergieeinspeisung einzurichten, ebenso wie die Schaltelemente bei einer Durchführung einer Steuerung der kontinuierlichen Energieeinspeisung und Halteenergieeinspeisung gemeinsam genutzt oder gemeinsam verwendet werden können. Folglich kann einfach erreicht werden, einen Stromwert der Halteenergieeinspeisung auf den minimalen Haltestrom zu begrenzen, um einen Temperaturanstieg in dem elektromagnetischen Solenoid zu unterdrücken und ebenso die Anzahl von Teilen zu reduzieren.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Charakteristikgrafik zum Erläutern einer Operation der Steuerungsvorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Operation der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 ist ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Operation der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 ist ein allgemeines Schaltungsdiagramm zum Erläutern einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 8 ist ein Schaltungsdiagramm einer Fehlererfassungsschaltung, die in der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist.
  • 9 ist ein allgemeines Schaltungsdiagramm zum Erläutern einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 10 ist ein Schaltungsdiagramm einer Fehlererfassungsschaltung, die in der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1.
  • 1 bis 3 dienen zum Erläutern einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern eines Aufbaus, 2 ist eine Charakteristikgrafik zum Erläutern einer Operation und 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Operation. Bezugnehmend auf diese Zeichnungen wird elektrische Energie von einer Hauptenergieversorgung 1 zu einem Kraftstoffeinspritzventil und einer Steuervorrichtung über einen Schlüsselschalter 2 zugeführt. Die Hauptenergieversorgung 1 ist z. B. eine im Fahrzeug befindliche Batterie von 12 V, von der eine tatsächliche Spannung innerhalb des Bereichs von ungefähr 10 V, was der Minimalwert ist, bis ungefähr 16 V, was der Maximalwert ist, variiert.
  • Es wird elektrische Energie von der Hauptenergieversorgung 1 zu einer Konstantspannungsenergieversorgung 3 zugeführt, wo die Energie in eine stabile konstante Spannung von z. B. DC 5 V konvertiert und einer CPU 4a zugeführt wird. Die CPU 4a ist mit einem nicht-flüchtigen Speicher NEM, wie etwa einem Flash-Speicher oder einem RAM für eine Operationsbearbeitung versehen, und bearbeitet Steuerbedingungen als Reaktion auf Informationseingaben von einer Sensorgruppe 5, die einen Betriebszustand eines Verbrennungsmotors erfasst. Die Sensorgruppe 5 wird aus einer großen Anzahl von EIN-/AUS-Sensoren oder analogen Sensoren, inkludierend einen Rotationssensor, Kurbelwinkelsensor, Luftstromsensor, Zylinderdrucksensor, Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und Wassertemperatursensor, gebildet. Ausgaben von diesen Sensoren werden zu der CPU 4a über eine Eingabeschnittstelle oder einen AD-Wandler, nicht gezeigt, eingegeben.
  • Die CPU 4a gemäß dieser ersten Ausführungsform besitzt eine Funktion, um eine Kraftstoffeinspritzung zu steuern. Diese Funktion wird durch ein Ventilöffnungssignalgenerierungsmittel zum Ausgeben eines Ventilöffnungssignals PL1 und eines Ventilöffnungsansteuersignals PL2 vorgesehen. Wie gezeigt in und später beschrieben unter Bezug auf Charakteristika (a) und (b) von 2, basiert die Funktion, die durch das Ventilöffnungssignalgenerierungsmittel vorgesehen wird, auf einer Informationseingabe von verschiedenen Sensoren, die die Sensorgruppe 5 bilden, und einem Programm, das in dem nichtflüchtigen Speicher MEM gespeichert wird. Das Ventilöffnungssignal PL1 befindet sich in Übereinstimmung mit einer Motorgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors und einer Kraftstoffmenge, die zuzuführen ist, und ein Logikpegel davon ist H während der gesamten Zeitperiode von der Ventilöffnungszeit bis zu der Ventilschließzeit. Das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 ist das eine, dessen Logikpegel während einer vorbestimmten Zeitdauer Tk H ist, nachdem das Ventilöffnungssignal PL1 auf H-Pegel gekommen ist. Das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 wird für eine gesamte Zeitperiode einer Zeitperiode der schnellen Energieversorgung und einer Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung auf H-Pegel gehalten.
  • Eine Hilfsenergieversorgung 6, die innerhalb von gestrichelten Linien in 1 eingeschlossen ist, ist eine Hilfsenergieversorgung zum Anlegen einer hohen Spannung. Diese Hilfsenergieversorgung 6 besteht aus einem Induktionselement 7, einer Diode 8, einem Kondensator 9 für eine hohe Spannung, einem Erregungsschaltelement 10, einem Stromerfassungswiderstand 11, einer Torschaltung 12, einem Ansteuerwiderstand 13 und einer Bestimmungsschaltung 14. In dieser Hilfsenergieversorgung 6 wird elektrische Energie von der Hauptenergieversorgung 1 zu dem Induktionselement 7 über das Erregungsschaltelement 10 und den Stromerfassungswiderstand 11 eingespeist. Dann wird elektromagnetische Energie, die in dem Induktionselement 7 geladen wurde, zu dem Kondensator 9 über die Diode 8 wegen einem Leerlauf des Erregungsschaltelements 10 entladen, und es wird eine hohe Spannung in den Kondensator 9 geladen.
  • Eine Ausgabe von einem Umkehrlogikelement 15 zum Eingeben des oben erwähnten Ventilöffnungssignals PL2 wird in die Torschaltung 12 eingegeben. Wenn das Ventilöffnungssignal PL2 auf H-Pegel ist, d. h. während der Zeitperiode einer schnellen Energieeinspeisung und der Zeitperiode einer kontinuierlichen Energieeinspeisung, wird eine Logikausgabe von dem Umkehrlogikelement 15 auf L-Pegel sein. Diese Logikausgabe auf L-Pegel wird zu der Torschaltung 12 eingegeben, was zu einer Verhinderung einer Leitung zu dem Erregungsschaltelement 10 führt. Wenn ferner eine Spannung über beide Anschlüsse des Stromerfassungswiderstands 11 nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, gibt die Bestimmungsschaltung 14 über die Torschaltung 12 und den Ansteuerwiderstand 13 einen Leitungsbefehl aus, um das Erregungsschaltelement 10 in einen Zustand einer Leitung zu bringen. Zur gleichen Zeit unterbricht die Bestimmungsschaltung 14 den Leitungsbefehl, um eine Ansteuerung des Erregungsschaltelements 10 für eine vorbestimmte Zeitdauer zu stoppen, nachdem die Spannung über dem Stromerfassungswiderstand 11 nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert geworden ist. Während dieser Stoppzeitperiode wird der Kondensator 9 mit Energie geladen. Somit wird der Kondensator 9 durch Wiederholung von EIN/AUS des Erregungsschaltelements 10 mit Energie geladen. Wenn eine Ladespannung einen vorbestimmten Wert Vpmax erreicht hat, erfasst die Bestimmungsschaltung 14 diesen Zustand, um den Leitungsbefehl zu stoppen, und stoppt eine Ladung des Kondensators 9.
  • Das Ventilöffnungssignal PL1 und Ventilöffnungsansteuersignal PL2 der CPU 4 werden zu einer Logikschaltung 16 gesendet, die eine Energieeinspeisung steuert. Dann gibt die Logikschaltung 16 drei Steuersignale aus, ein Steuersignal A, ein Steuersignal B und ein Steuersignal C, die auf diesen Signalen PL1 und PL2 basieren. Das Steuersignal A wird zu einem ersten Schaltelement 20 über einen Basiswiderstand 17, einen Ansteuertransistor 18 und einen Ansteuerwiderstand 19 gesendet. Das Steuersignal B wird zu einem zweiten Schaltelement 24 über einen Basiswiderstand 21, einen Ansteuertransistor 22 und einen Ansteuerwiderstand 23 gesendet. Das Steuersignal C wird zu einem dritten Schaltelement 26 über einen Ansteuerwiderstand 25 gesendet. Das erste Schaltelement 20, das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 werden aus Leistungstransistoren eines bipolaren Typs oder Feldeffekttyps gebildet. Das dritte Schaltelement 26 hat eine Unterbrechungsspannungsbegrenzungsfunktion (Haltespannungsbegrenzungscharakteristik), deren Spannung größer als die maximale Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 ist. Des weiteren ist die Logikschaltung 16 in dieser Ausführungsform mit einer Funktion als ein Leitungssteuermittel zum Steuern eines Stroms versehen, der durch jedes Schaltelement fließt.
  • Das erste Schaltelement 20 führt eine Ladespannung des Kondensators 9 einem elektromagnetischen Solenoid 27 zu, und das Steuersignal A kommt auf einen hohen Pegel, da eine Spannung des Kondensators 9 hoch ist. Zur gleichen Zeit wird elektrische Energie schnell zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 eingespeist. Das zweite Schaltelement 24 ist mit dem elektromagnetischen Solenoid 27 über eine Rückflussverhinderungsdiode 28 verbunden. Eine Einspeisung elektrischer Energie von der Hauptenergieversorgung 1 zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 wird fortgesetzt, während das Steuersignal B auf einem hohen Pegel ist. Das dritte Schaltelement 26 ist das eine, das eine Unterbrechungssteuerung eines Stroms durchführt, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, und eine Leitung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 ermöglicht, während das Steuersignal C auf einem hohen Pegel ist.
  • Strom wird zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 über das dritte Schaltelement 26 und Stromerfassungswiderstand 26 geleitet. Eine Verbindungsdiode 30 ist parallel mit dem elektromagnetischen Solenoid 27, dem dritten Schaltelement 26 und dem Stromerfassungswiderstand 29 verbunden.
  • Eine Anschlussspannung an dem Stromerfassungswiderstand 29 wird zu der Logikschaltung 16 über einen Verstärker 31 und einen AD-Wandler 32 zugeführt, und diese Elemente bilden ein Stromerfassungsmittel. Die Logikschaltung 16 gibt jedes der oben erwähnten Steuersignale aus, ebenso wie sie ein Fehlersignal ER zu der CPU 4a ausgibt. Die CPU 4a gibt ein Signal basierend auf diesem Fehlersignal ER zu einer Alarmanzeige 33 aus. Außerdem wird jedes der Steuersignale A, B, C, das die erwähnte Logikschaltung 16 ausgibt, als Charakteristika (e)–(g) in 2 gezeigt.
  • Ein Zustand von verschiedenen Signalen und Energieleitung ist, wie in einer Charakteristikgrafik von 2 gezeigt. Das Ventilöffnungssignal PL1 ist auf H-Pegel während einer Ventilöffnungsansteuerzeitperiode (Zeitperiode schneller Energieeinspeisung + Zeitperiode kontinuierlicher Energieeinspeisung) und einer Ventiloffenhaltezeitperiode. Das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 ist auf H-Pegel während einer Ventilöffnungsansteuerzeitperiode (Zeitperiode schneller Energieeinspeisung + Zeitperiode kontinuierlicher Energieeinspeisung). Das Steuersignal A ist auf einem Logikpegel H während einer ersten Hälfte der Zeitperiode des Ventilöffnungsansteuersignals PL2, und während dieser Zeitperiode wird das erste Schaltelement 20 leitend gemacht und die schnelle Energieeinspeisung wird durchgeführt. Als ein Ergebnis baut sich, wie in der Charakteristik (c) gezeigt, ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 auf und erreicht einen Spitzenwert Ia. Ein Logikpegel des Steuersignals A kehrt zu L durch ein Spitzenstromerfassungsmittel zurück, das aus dem Stromerfassungswiderstand 29 und der Logikschaltung 16 besteht, wobei somit die schnelle Energieeinspeisung gestoppt wird. Das Spitzenstromerfassungsmittel wird vorzugsweise aus einem Vergleichsmittel zum Vergleichen z. B. eines Erregungsstroms zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 mit einem ersten Schwellwert (d. h. einem vorbestimmten Spitzenstromwert Ia) gebildet.
  • Des weiteren ändert sich, wie in der Charakteristik (f) von 2 gezeigt, das Steuersignal B auf Logikpegel H während der gesamten Zeitperiode, während das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 auf H-Pegel ist, und die kontinuierliche Energieeinspeisung wird durchgeführt. Außerdem ändert sich der Logikpegel des Steuersignals B wiederholt während der Ventiloffenhaltezeitperiode des Ventilöffnungssignals PL1, und es wird eine Steuerung des Ventiloffenhaltestroms durchgeführt. Ein Logikpegel des Steuersignals A kommt während der Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung des Ventilöffnungsansteuersignals PL2 auf L, wodurch das erste Schaltelement 20 in einen AUS-Zustand gebracht wird. Das zweite Schaltelement 24 setzt jedoch als Reaktion auf das Steuersignal B fort, leitend zu sein. Entsprechend beginnt, wie in der Charakteristik (c) von 2 gezeigt, der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 eine Abschwächung von dem Spitzenwert Ia. Dieser Strom schwächt sich an dem Ende der Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung auf Ib ab.
  • Eine Änderung des Steuersignals B für eine zweite Hälfte der Zeitperiode des Ventilöffnungssignals PL1, d. h. eine Ventiloffenhaltezeitperiode, ist, wie in der Charakteristik (c) gezeigt. D. h. wenn der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 oberhalb einer oberen Zielgrenze Id in einer Rückkopplungssteuerung ist, kommt das Steuersignal B auf einen Logikpegel L. Andererseits kommt das Steuersignal B auf einen Logikpegel H, wenn ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 unterhalb einer unteren Zielgrenze Ie in einer Rückkopplungssteuerung ist. Ferner kommt, wie in einer Charakteristik (g) von 2 gezeigt, das Steuersignal C auf einen Logikpegel L für eine Zeitperiode, unmittelbar nachdem sich das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von dem Logikpegel H auf L geändert hat und wenn das Ventilöffnungssignal PL1 auf einem Logikpegel L ist.
  • Unmittelbar nachdem sich das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von einem Logikpegel H zu L geändert hat, wird, während einer Abschwächung des Erregungsstroms von einem letzten Wert Ib der kontinuierlichen Einspeisung zu einem Abschwächungsbestimmungsstrom Ic, wie in der Charakteristik (c) gezeigt, zu dem elektromagnetischen Solenoid 27, dieser Erregungsstrom nicht zu dem zweiten Schaltelement 24 und dem dritten Schaltelement 26 geleitet. Insbesondere ist der Erregungsstrom in dem Zustand einer Nicht-Leitung zu dem dritten Schaltelement 26 fähig, eine Unterbrechung hoher Geschwindigkeit durchzuführen, wodurch sich der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 schnell abschwächt, was zu einer Unterdrückung eines Temperaturanstiegs in dem elektromagnetischen Solenoid 27 führt. Außerdem sind die jeweiligen Stromwerte in der Charakteristik (c) in einer Beziehung, wie in der folgenden Ungleichheit ausgedrückt:
    Ein Spitzenwert Ia vom Erregungsstrom > einem letzten Stromwert der kontinuierlichen Einspeisung Ib > einem Abschwächungsbestimmungsstromwert Ic > einer unteren Zielgrenze Ie vom Rückkopplungssteuerstrom.
  • Nachdem sich das Ventilöffnungssignal PL1 vom Logikpegel H auf L geändert hat, wird der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 von dem zweiten Schaltelement 24 und dem dritten Schaltelement 26 unterbrochen. Insbesondere bewirkt eine Unterbrechung in dem dritten Schaltelement 26, dass sich der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 schnell abschwächt, was somit ein Kraftstoffeinspritzventil in eine schnelle Ventilschließoperation bringt. Es ist sicher, dass es einen Fall geben kann, wo eine Zeitperiode eines Haltens eines offenen Ventils, gezeigt in 2(a), abhängig von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors extrem kurz ist. Selbst in einem derartigen Fall trägt eine Unterbrechung hoher Geschwindigkeit mittels des dritten Schaltelements 26, unmittelbar nachdem sich das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von Logikpegel H auf L geändert hat, zu dem Leistungsverhalten der schnellen Ventilschließoperation bei. Die Charakteristik (h) von 2 zeigt Wellenformen einer Stoßspannung, die an beiden Anschlüssen über dem dritten Schaltelement 26 generiert wird, wenn das dritte Schaltelement 26 unterbrochen wird. Der Maximalwert dieser Stoßspannung wird abhängig von einer Unterbrechungsspannungsbegrenzungscharakteristik des dritten Schaltelements 26 bestimmt.
  • Eine Charakteristik (d) von 2 zeigt eine Spannungscharakteristik der Hilfsenergieversorgung 6. Während der Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung, wenn ein Steuersignal A auf H-Pegel ist und das erste Schaltelement 20 in dem Zustand EIN ist, wird mittels der Torschaltung 12 verhindert, dass der Kondensator 9 mit Energie geladen wird. In der Zwischenzeit wird eine elektrische Ladung des Kondensators 9 zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 über das erste Schaltelement 20 entladen. Deshalb schwächt sich die Ausgabespannung der Hilfsenergieversorgung 6 von der Maximalspannung Vpmax an dem Ende einer Ladung auf die Minimalspannung Vpmin an dem Ende einer Entladung ab. Wenn das Steuersignal A auf L-Pegel kommt, ebenso wie das erste Schaltelement 20 AUS ist, wird eine Entladung von dem Kondensator 9 gestoppt. Es wird jedoch keine Ladung gestartet und die Spannung Vpmin wird aufrechterhalten. Wenn das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 auf L-Pegel kommt und die Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung endet, wird eine EIN-/AUS-Operation des Erregungsschaltelements 10 der Hilfsenergieversorgung 6 gestartet, und der Kondensator 9 wird allmählich nach und nach geladen, was zu einer Spannungshochstufung führt. Wenn schließlich eine Spannung die Maximalspannung Vpmax erreicht hat, wird eine Operation des Erregungsschaltelements 10 gestoppt, und der Kondensator 9 ist für die nächste elektrische Entladung bereit.
  • Außerdem ist die Minimalspannung Vpmin der Hilfsenergieversorgung 6 derart eingestellt, um ein größerer Wert als die Maximalspannung Vbmax der Hauptenergieversorgung 1 zu sein. Da alle Energie einer Energieeinspeisung, um eine Ventilöffnungsansteuerung des elektromagnetischen Solenoids 27 durchzuführen, von einem Teil der elektrischen Ladung, die in dem Kondensator 9 der Hilfsenergieversorgung 6 gespeichert wurde, zugeführt wird, wird während einer derartigen Versorgungszeitperiode dem elektromagnetischen Solenoid 27 von der Hauptenergieversorgung keine Energie zugeführt. Somit ist eine gemeinsame Energienutzung hergestellt. Unmittelbar nachdem die Ventilöffnungsansteuerzeitperiode, die eine Summe der Zeitperiode einer schnellen Energieeinspeisung und der Zeitperiode einer kontinuierlichen Energieeinspeisung ist, abgelaufen ist, wird ferner eine Ladung des Kondensators 9 mit Energie gestartet, wodurch eine vorbestimmte Spannung Vpmax durch die nächste schnelle Energieeinspeisung zuverlässig sichergestellt ist.
  • Die Ausgabespannung der Hauptenergieversorgung 1 variiert, wie oben beschrieben, von dem Minimalwert von ungefähr 10 V (Vbmin) bis zu dem Maximalwert von ungefähr 16 V (Vpmax). Spezifikationen des elektromagnetischen Solenoids 27 sind eingestellt, um zu einer Durchführung der Ventilöffnungsansteuerung des Kraftstoffeinspritzventils fähig zu sein, selbst wenn die Spannung der Minimalwert Vbmin ist. Somit wird eine Ventiloffenhaltespannung Vh = Ih × R (wobei R einen Drahtwicklungswiderstand des elektromagnetischen Solenoids 27 bezeichnet) entsprechend einem Ventiloffenhaltestrom Ih = (Id + Ie)/2 in der Charakteristik (c) von 2 ein kleiner Wert. Wenn eine Spannung der Hauptenergieversorgung 1 der Maximalwert Vbmax ist, wird entsprechend das Verhältnis zwischen Vbmax und Vh beträchtlich größer.
  • Um stabil eine kleine Ventiloffenhaltespannung Vh in einem Hochleistungsversorgungsspannungszustand (Vbmax) zu erreichen, spielt, wie oben beschrieben, die Verbindungsdiode 30, die vorgesehen ist, sodass sich der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 langsam abschwächen kann, wenn das zweite Schaltelement 24 AUS ist, eine wichtige Rolle. Außerdem wird ein EIN-/AUS-Zyklus des zweiten Schaltelements 24 eingestellt, eine ausreichend kurze Zeitperiode im Vergleich zu einer Induktionszeitkonstanten (Rate zwischen Induktivität und Drahtwicklungswiderstand) des elektromagnetischen Solenoids 27 zu sein.
  • Was eine Beziehung zwischen einem Wert einer Durchschnittsspannung der Hilfsenergieversorgung 6 Vpa = (Vpmax + Vpmin)/2, einem Wert einer Ventiloffenhaltespannung Vh = Ih = R × (Id + Ie) und einem Wert einer Ausgabespannung Vbmin zu Vbmax der Hauptenergieversorgung 1 betrifft, muss Idealerweise (Vpa/Vbmax) ≒ (Vbmin/Vh) eine Zielspezifikation sein. Es ist jedoch wünschenswert, mindestens die Beziehung aufrechtzuerhalten, die durch die folgenden Ungleichheiten ausgedrückt wird. (Vbmax/Vh)2 > (Vpa/Vh) > (Vbmin/Vh)2 (1)
  • Die Beziehung, die durch die Ungleichheit (1) ausgedrückt wird, wird durch die folgenden Ungleichheiten hervorgerufen. Vpa/Vbmin > Vbmin/Vh (2) Vpa/Vbmax < Vbmax/Vh (3)
  • Die folgenden Ungleichheiten (4) und (5) werden durch Umformung der Ungleichheiten (2) und (3) erhalten. Vpa × Vh > Vbmin2 (4) Vpa × Vh > Vbmax2 (5)
  • Die Ungleichheit (1) wird durch Aufsummieren der Ungleichheiten (4) und (5) und Division jeder Seite durch Vh2 erhalten.
  • In dem Fall, wo ein innerer und äußerer Durchmesser einer Weitenabmessung in dem elektromagnetischen Solenoid 27 identisch ist, ist eine magnetomotorische Kraft (Strom × Anzahl von Windungen) proportional der Quadratwurzel eines Energieverbrauchs W, der zulässig ist, um durch den elektromagnetischen Solenoid 27 verbraucht zu werden. In dem Fall, wo Abmessung, magnetomotorische Kraft und Energieverbrauch als konstant eingestellt sind, wird eine erforderliche Erregungsspannung durch Vergrößerung eines Drahtdurchmessers geringer, um eine Ausführung mit geringem Widerstand und großem Strom zu erreichen. Im Gegensatz dazu wird eine erforderliche Erregungsspannung durch Verkleinerung eines Drahtdurchmessers höher, um eine Ausführung mit hohem Widerstand und geringem Strom zu erreichen. Entsprechend kann eine Ventiloffenhaltespannung Vh des elektromagnetischen Solenoids 27 auf einem beliebigen Weg gestaltet sein, um kleiner zu sein, und es kann eine ausreichend angetriebene schnelle Energieeinspeisung ausgeführt werden, selbst wenn eine Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 klein ist. In einer derartigen Ausführung wird jedoch ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 übermäßig groß und ein Energieverbrauch von jeweiligen Schaltelementen erhöht sich.
  • In dem Fall andererseits, wo eine Ventiloffenhaltespannung Vh des elektromagnetischen Solenoids 27 gestaltet ist, größer zu sein, wird ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 kleiner, was zu einer Verringerung im Energieverbrauch von jeweiligen Schaltelementen führt. Um jedoch eine ausreichend angetriebene schnelle Einspeisung durchzuführen, wird eine Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 übermäßig groß. Wenn eine Operation der Hilfsenergieversorgung 6 gestoppt wird, kann außerdem die Ventilöffnungsansteuerung des elektromagnetischen Solenoids 27 nicht mittels der Hauptenergieversorgung 1 durchgeführt werden. Um die Beziehung aufrechtzuerhalten, die durch die oben erwähnte Ungleichheit (2) ausgedrückt wird, sollte ein Wert einer Ventiloffenhaltespannung Vh auf der rechten Seite in dem Fall, wo ein Wert auf der linken Seite eine obere Grenze ist, nicht übermäßig klein sein. Folglich wird eine Bedingung einer Beschränkung eines übermäßig großen Erregungsstroms zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 hergestellt. Um eine Beziehung aufrechtzuerhalten, die durch die oben erwähnte Ungleichheit (3) ausgedrückt wird, sollte des weiteren unter der Annahme, dass ein Wert auf der rechten Seite eine obere Grenze ist, eine Ausgabespannung Vpa von der Hilfsenergieversorgung 6 auf der linken Seite nicht übermäßig groß sein. Folglich wird eine Bedingung zum Beschränken einer übermäßig großen Maximalspannung, die an jeweilige Schaltelemente und den elektromagnetischen Solenoid 27 angelegt wird, hergestellt.
  • Nun wird hierin nachstehend eine Operation der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dieser ersten Ausführungsform der Erfindung, die wie oben beschrieben angeordnet ist, mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Bezugnehmend auf die Zeichnungen startet die CPU 4a als Reaktion auf das EIN des Schlüsselschalters 2 eine Operation und gibt ein Ventilöffnungssignal PL1 und ein Ventilöffnungsansteuersignal PL2 aus, die in (a) und (b) von 2 gezeigt werden. Als Reaktion auf diese Signale beginnt die Logikschaltung 16 zu arbeiten und gibt ein Steuersignal A, Steuersignal B und Steuersignal C aus, die in (e)–(g) von 2 gezeigt werden. Es wird eine Leitung in Bezug auf das erste Schaltelement 20, das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26, die in 1 gezeigt werden, gesteuert. Ferner wird der Kondensator 9 der Hilfsenergieversorgung 6 bis zu einer vorbestimmten Spannung geladen, während das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 auf Logikpegel L ist. Obwohl diese Ladung zu dem Kondensator 9 bei Beginn der schnellen Energieeinspeisung gestoppt wird, wird der Anlauf der schnellen Energieeinspeisung durch die Tatsache erfasst, dass das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 zu dem Umkehrlogikelement 15 gesendet wird. Entsprechend agiert in dieser ersten Ausführungsform ein Umkehrlogikelement 15 als ein Erfassungsmittel einer schnellen Energieeinspeisung.
  • Wenn das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 auf Logikpegel H kommt, kommt das Steuersignal A ebenfalls auf Logikpegel H. Das EIN des ersten Schaltelements 20 startet dann die schnelle Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27, und es wird während dieser Zeitperiode einer schnellen Energieeinspeisung eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils gestartet. Während der Zeitperiode, wenn das erste Schaltelement 20 AUS ist und das zweite Schaltelement 24 EIN ist, ist ein Logikpegel des Steuersignals B kontinuierlich ”H”, und es wird eine kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 durchgeführt. Während der Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung wird ein offener Ventilzustand des Kraftstoffeinspritzventils aufrechterhalten.
  • Während der nachfolgenden Ventiloffenhaltezeitperiode variiert ein Logikpegel des Steuersignals B abwechselnd zwischen H und L, das zweite Schaltelement 24 führt eine EIN-/AUS-Operation durch, und es wird ein Ventiloffenhaltestrom dem elektromagnetischen Solenoid 27 zugeführt. Dieser Ventiloffenhaltestrom ist als ein Stromwert so klein wie möglich eingestellt, aber nicht kleiner als der minimalen Stromwert, der dem elektromagnetischen Solenoid 27 ermöglicht, ein Ventil offen zu halten. Eine Leitung zu dem dritten Schaltelement 26 wird als Reaktion auf das Steuersignal C gesteuert. Das dritte Schaltelement 26 ist derart angeordnet, um einen übermäßigen transienten Dämpfungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode schnell abzuschwächen, oder eine Ventilschließoperationsverzögerung wegen eines allmählichen transienten Dämpfungsstroms zu reduzieren, um eine schnelle Ventilschließoperation durchzuführen.
  • Es werden hierin nachstehend mit Bezug auf 3 eine Logikoperation und eine äquivalente Operation der Logikschaltung 16 beschrieben. In Schritt 300 wird eine periodisch aktivierte Operation gestartet. In Schritt 301 wird bestimmt, ob sich sowohl das Ventilöffnungssignal PL1 als auch das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von Logikpegel L auf H geändert haben oder nicht. Wenn die Ventilöffnungssignale PL1 und PL2 auf H-Pegel sind, fährt das Programm zu Schritt 302 fort, in dem bestimmt wird, ob sich das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von Logikpegel H auf L geändert hat oder nicht. Falls sich zu diesem Zeitpunkt das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 nicht auf L-Pegel geändert hat, fährt das Programm zu Schritt 303 fort. In Schritt 303 wird ein Steuersignal A auf H-Pegel geändert, ein Steuersignal B wird auf H-Pegel geändert und ein Steuersignal C wird auf H-Pegel geändert. In diesem Schritt 303 sind das erste Schaltelement 20 und das dritte Schaltelement 26 EIN, und die schnelle Energieeinspeisung wird zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 durchgeführt. Obwohl das zweite Schaltelement 24 als Reaktion auf das Steuersignal B in diesem Schritt 303 auch EIN ist, wird elektrische Energie von der Hauptenergieversorgung nicht eingespeist, da von dem ersten Schaltelement 20 an den elektromagnetischen Solenoid 27 eine hohe Spannung angelegt wird.
  • In dem nachfolgenden Schritt 304 wird bestimmt, ob der Erregungsstrom, der zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, einen vorbestimmten Spitzenstrom Ia erreicht hat oder nicht (im Vergleich zu dem erwähnten ersten Schwellwert). Wenn dieser Erregungsstrom einen vorbestimmten Spitzenstrom Ia erreicht hat, fährt das Programm zu Schritt 305 fort, in dem ein Logikpegel des Steuersignals A von H auf L geändert wird, und das Steuersignal B und das Steuersignal C fortsetzen, auf einem H-Pegel zu sein. Entsprechend kommt das erste Schaltelement 20 dazu, in einen Zustand AUS zu sein, und das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 werden in dem Zustand von EIN aufrecht erhalten. Somit wird der Strom, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, umgeschaltet, um in einem Modus einer kontinuierlichen Energieeinspeisung von der Hauptenergieversorgung 1 zu sein.
  • In dem Fall, wo der Erregungsstrom in Schritt 304 den Spitzenstrom Ia nicht erreicht hat, kehrt das Programm außerdem zu Schritt 302 zurück, um Schritte bis zu Schritt 304 zu wiederholen, und wartet darauf, dass der Erregungsstrom den Spitzenwert erreicht. In dem Fall jedoch, wo eine Bestimmung in Schritt 302 JA ist (das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 kehrt zu Logikpegel L zurück), bevor eine Bestimmung in Schritt 304 wegen einer unzureichenden Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 oder einem Fehler, in dem das erste Schaltelement 20 nicht eingeschaltet werden kann, JA wird, fährt das Programm zu Schritt 306 fort, wo eine Fehlersignalausgabe ER gesetzt wird.
  • Jedes Steuersignal wird in Schritt 305 gesetzt, und danach fährt das Programm zu Schritt 307 fort, in dem bestimmt wird, ob sich das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von Logikpegel H zu L geändert hat oder nicht. Wenn eine Bestimmung in Schritt 307 NEIN ist, kehrt das Programm zu Schritt 305 zurück, um den Schritt 305 und den Schritt 307 zu wiederholen. In dem Fall, wo die Bestimmung in Schritt 307 JA ist, ebenso wie nachdem das Fehlersignal in Schritt 306 ausgegeben wurde, fährt das Programm zu Schritt 308 fort. In diesem Schritt 308 wird das Steuersignal A auf L gehalten, und die Steuersignale B und C werden von H auf L geändert. Entsprechend setzt das erste Schaltelement 20 fort, AUS zu sein, und das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 kommen zu AUS, sodass der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 bei einer hohen Geschwindigkeit unterbrochen wird. In dem nachfolgenden Schritt 309 wird bestimmt, ob ein Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 dazu gekommen ist, nicht größer als ein Abschwächungsbestimmungsstrom Ic zu sein oder nicht. Wenn die Bestimmung hierin NEIN ist, kehrt das Programm zu Schritt 308 zurück, um den Schritt 308 und den Schritt 309 zu wiederholen.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt 309 JA ist, fährt das Programm zu Schritt 310 fort, in dem bestimmt wird, ob sich ein Logikpegel des Ventilöffnungssignals PL1 von H auf L geändert hat oder nicht. In dem Fall, wo sich PL1 nicht geändert hat und hierin auf H-Pegel fortbesteht, kehrt das Steuersignal C in Schritt 311 erneut auf H-Pegel zurück, und das Programm fährt zu Schritt 312 fort. In diesem Schritt 312 wird bestimmt, ob sich der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 verringert hat, um nicht größer als eine untere Grenze Ie einer Rückkopplungssteuerung zu sein oder nicht. Falls verringert, fährt das Programm zu Schritt 313 fort, in dem das Steuersignal A auf L gehalten wird, und das Steuersignal B von L auf H geändert wird. Somit besteht in diesem Schritt 313 das erste Schaltelement 20 in AUS fort, das zweite Schaltelement 24 ist EIN. Da das dritte Schaltelement 26 in Schritt 311 EIN gewesen ist, wird eine Ventiloffenhalteenergieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 gestartet, um den Erregungsstrom dazu zu bringen, nicht kleiner als die untere Grenze Ie zu sein. D. h. Ie ist ein zweiter Schwellwertstrom, und wenn der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 unter Ie kommt, erfasst z. B. ein zweites Vergleichsmittel diesen Zustand, um das zweite Schaltelement 24 auf EIN zu bringen.
  • Nach der Operation in Schritt 313, ebenso wie wenn der Erregungsstrom I in Schritt 312 nicht kleiner als die untere Grenze Ie ist, fährt das Programm zu Schritt 314 fort. In diesem Schritt 314 wird bestimmt, ob der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 nicht kleiner als die obere Grenze Id der Rückkopplungssteuerung ist oder nicht. Wenn der Erregungsstrom I nicht kleiner als Id ist, fährt das Programm zu Schritt 315 fort, in dem das Steuersignal A auf L gehalten wird, sich das Steuersignal B von H zu L ändert und das Steuersignal C auf H gehalten wird. Entsprechend wird in Schritt 315 das erste Schaltelement 20 in AUS gehalten, das zweite Schaltelement 24 wird zu AUS geändert und das dritte Schaltelement 26 besteht in EIN fort, um den Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 in allmähliche Abschwächung zu bringen.
  • In dem Fall, wo der Erregungsstrom I in Schritt 314 nicht kleiner als Id ist, und nachdem die Operation von Schritt 315 abgeschlossen ist, kehrt das Programm zu Schritt 310 zurück. Während die Bestimmung in Schritt 310 NEIN ist, wiederholt das Programm Operationen von Schritten 310 bis 315, und der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 wird derart gesteuert, um in einem Bereich von Ie–Id zu sein. Ferner ist Schritt 316, der innerhalb der gestrichelten Linien eingeschlossen ist, ein Block, der aus den Schritten 312 bis 315 besteht. Dieser Block dient als das Haltestromsteuermittel zum Steuern eines Ventiloffenhaltestroms derart, um in dem Bereich von Ie bis Id zu sein. Außerdem wird Ie auf einen Wert eingestellt, der eher größer als der minimale Stromwert ist, der zum Halten des elektromagnetischen Solenoids 27 erforderlich ist, um ein geöffnetes Ventil zu sein, und Id wird eingestellt, ein Wert zu sein, der um einen vorbestimmten Wert größer als Ie ist.
  • Wenn PL1 und PL2 in dem ersten Schritt 301 auf einem L-Pegel sind, ebenso wie in dem Fall, wo sich PL1 in Schritt 310 auf L geändert hat, fährt das Programm zu Schritt 317 fort, in dem alle Steuersignale A–C auf L-Pegel gesetzt werden. Entsprechend sind in Schritt 317 das erste Schaltelement 20, das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 AUS, um in einem Zustand zu sein, dass die Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 gestoppt wird. In dem nachfolgenden Schritt 318 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitperiode vergangen ist oder nicht, durch Überwachung einer Operation eines Energieversorgungstimers, nicht gezeigt, der eine Ablaufzeitausgabe generiert, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode seit dem Moment des Einschaltens des Schlüsselschalters 2 vergangen ist. Diese vorbestimmte Zeitperiode wird auf eine Zeitperiode eingestellt, die notwendig ist, damit eine Spannung des Kondensators 9 in der Hilfsenergieversorgung 6 von 0 bis zu der Maximalspannung Vpmax geladen wird, z. B. wenn eine Spannung der Hauptenergieversorgung 1 der Minimalwert Vbmin ist.
  • In dem Fall, wo in Schritt 318 bestimmt wird, dass eine vorbestimmte Zeitperiode vergangen ist, fährt das Programm zu Schritt 319 fort. In diesem Schritt 319 wird bestimmt, ob eine Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 z. B. nicht kleiner als eine vorbestimmte Minimalspannung Vpmin ist oder nicht. Diese Bestimmung führt eine Überwachungsausgabe von einer Vergleichsschaltung, nicht gezeigt, die mit der Logikschaltung 16 verbunden ist, durch. In dem Fall, wo eine Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 die vorbestimmte Spannung nicht erreicht hat, fährt das Programm zu Schritt 320 fort, in dem eine Fehlersignalausgabe ER gesetzt wird. Wenn die Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 eine vorbestimmte Spannung erreicht hat, wenn die Bestimmung in Schritt 318 NEIN ist und nachdem das Fehlersignal in Schritt 320 gesetzt wurde, fährt dann das Programm zu Schritt 321 fort, der ein letzter Schritt ist. Die Logikschaltung 16 führt eine Bereitschaft (standby) zum Implementieren einer anderen Steuerung durch und kehrt zu Schritt 300 zurück, der der Operationsstartschritt ist.
  • In dem Fall, wo die Fehlersignalausgabe ER in Schritt 306 oder Schritt 320 gesetzt wird, verlegt die CPU 4a eine Generierungszeit eines Ventilöffnungssignals PL1 vor oder verlegt eine Endzeit eines Ventilöffnungsansteuersignals PL2 nach. Somit wird eine Generierungszeitperiode des Ventilöffnungsansteuersignals PL2 ausgedehnt und startet eine Operation der Alarmanzeige 33. Als ein Ergebnis wird selbst in dem Fall des Auftretens eines Fehlers in der Hilfsenergieversorgung 6, wodurch keine ausreichende Ausgabespannung erhalten wird, ein Strom von der Hauptenergieversorgung 1 von dem zweiten Schaltelement 24 zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 über die Rückflussverhinderungsdiode 28 eingespeist. Deshalb wird, selbst wenn irgendeine Reaktionsverzögerung auftritt, eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils durchgeführt und folglich wird eine Evakuierungsoperation ausgeführt. Somit funktioniert der Schritt 319 als ein Hilfsenergieversorgungsfehlererfassungsmittel, und der Schritt 320 funktioniert als ein Hilfsenergieversorgungsfehlerbearbeitungsmittel, wobei dadurch ermöglicht wird, dass die Operation fortgesetzt wird.
  • In dem Fall, wo eine Fehlersignalausgabe ER in Schritt 306 oder Schritt 320 generiert wird, wird außerdem nicht nur eine Ventilöffnungsansteuerzeitperiode ausgedehnt, sondern ein Wert von einem Spitzenstrom Ia auch wird eher niedrig eingestellt. In dem Fall, wo die Fehlersignalausgabe ER ungeachtet einer Annahme derartiger Prozeduren dennoch in Schritt 306 generiert wird, wird ein Energieeinspeisungsstoppsignal generiert, wodurch eine Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 gestoppt werden kann.
  • In der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die wie oben beschrieben angeordnet ist, kann die Hilfsenergieversorgung 6 dem elektromagnetischen Solenoid 27 eine stabile Ventilöffnungsspannung zuführen, ohne durch irgend eine Spannungsabweichung in der Hauptenergieversorgung 1 beeinflusst zu sein. Ferner wird ein Hochstufen einer Spannung während der Energieeinspeisung von der Hilfsenergieversorgung 6 gestoppt um zu verhindern, dass die Hilfsenergieversorgung 6 überlastet wird. Außerdem bewirkt ein Stopp des Hochstufens einer Spannung während der kontinuierlichen Energieeinspeisung, dass sich eine Spannung der Hilfsenergieversorgung 6 zu dem Zeitpunkt des Kurzschlusses des ersten Schaltelements 20 verringert, wobei dadurch verhindert wird, dass das dritte Schaltelement 26 beschädigt wird. Des weiteren wird der Haltestrom oder eine angelegte Spannung während der Ventiloffenhaltezeitperiode durch die Rückkopplungssteuerung gesteuert, um in einem vorbestimmten Bereich zu sein. Somit wird es möglich, einen beliebigen Temperaturanstieg oder eine übermäßig große elektrische Belastung in dem elektromagnetischen Solenoid 27 oder Schaltelement zu verhindern, und es wird ferner möglich, eine Evakuierungsoperation auch gegen einen Fehler in der Hilfsenergieversorgung 6 und jedem Schaltelement auszuführen. Ferner befinden sich in dieser ersten Ausführungsform das erste Schaltelement 20 und das zweite Schaltelement 24 in einer parallelen Beziehung, und deshalb ist es auch möglich, eine Temperaturänderung in dem elektromagnetischen Solenoid 27 durch Durchführung einer selektiven Leitung zu beiden Schaltelementen zu unterdrücken.
  • Wenn das zweite Schaltelement 24 ein-/ausgeschaltet wird, um die Haltestromsteuerung durchzuführen, fließt des weiteren wieder ein Induktionsstrom des elektromagnetischen Solenoids 27 zu der Verbindungsdiode 30, um die Stromänderung langsam zu machen, wobei dadurch eine stabile Steuerung des Haltestroms ermöglicht wird. Somit ist das Erregungsschaltelement 10 der Hilfsenergieversorgung 6 während der schnellen Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 ausgeschaltet. Als ein Ergebnis wird der Kondensator 9 nicht auf einer hohen Spannung gehalten, sondern verringert sich, während eine elektrische Entladung fortschreitet, wobei dadurch ermöglicht wird, einen Temperaturanstieg in dem elektromagnetischen Solenoid 27 zu unterdrücken und zu verhindern, dass das erste und dritte Schaltelement beschädigt werden. Außerdem wird die schnelle Energieeinspeisung wegen der Tatsache gestoppt, dass ein Erregungsstrom, der zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, den vorbestimmten Spitzenstrom Ia erreicht hat, um zu dem Modus einer kontinuierlichen Energieeinspeisung fortzufahren. Deshalb wird ein Temperaturanstieg in dem elektromagnetischen Solenoid 27 unterdrückt. Da das dritte Schaltelement zeitweilig in AUS gebracht wird, nachdem die kontinuierliche Energieeinspeisung beendet ist, verringert sich ferner der Erregungsstrom schnell, was es möglich macht, das Ventil bei einer hohen Geschwindigkeit zu schließen.
  • Ausführungsform 2.
  • 4 bis 6 dienen zur Erläuterung einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 4 ist ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern eines Aufbaus, 5 ist eine Charakteristikgrafik zum Erläutern einer Operation und 6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operation. Aufbau und Operation werden hierin nachstehend beschrieben, wobei sich auf Unterschiede zu jenen in der vorangehenden ersten Ausführungsform konzentriert wird.
  • Eine CPU 4a gemäß dieser zweiten Ausführungsform gibt ein Ventilöffnungssignal PL1, wie etwa in Charakteristik (a) von 4 gezeigt, auf der Basis von Information, die von verschiedenen Sensoren eingegeben wird, die eine Sensorgruppe 5 bilden, und in Programmen, die in einem nicht-flüchtigen Speicher MEM gespeichert sind, aus. Ferner gibt eine Logikschaltung 16b ein Ventilöffnungsansteuersignal PL2, das in Charakteristik (b) von 5 gezeigt wird, und ein Steuersignal A, Steuersignal B und Steuersignal C, die in Charakteristika (e) bis (g) von 5 gezeigt werden, aus. Entsprechend wird PL1 von der CPU 4b, die als ein Ventilöffnungssignalgenerierungsmittel funktioniert, ausgegeben, und jedes Steuersignal und PL2 werden von der Logikschaltung 16b, die als ein Steuermittel funktioniert, ausgegeben.
  • Eine Anschlussspannung an dem Stromerfassungswiderstand 29, der einen Strom erfasst, der durch das dritte Schaltelement 26 fließt, zum Steuern eines Stroms, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, wird in die Logikschaltung 16 über eine Verstärkerschaltung 34 eingegeben. Diese Verstärkerschaltung 34 besteht aus einem ersten Vergleichsverstärker 35a und einem zweiten Vergleichsverstärker 35b, Eingangswiderständen 36a und 36b, Schwellwertspannungssignalgenerierungsmitteln 37a und 37b und Widerständen einer positiven Rückkopplung 38a und 38b. Die Eingangswiderstände 36a und 36b legen eine Anschlussspannung des Stromerfassungswiderstands 29, der den Strom erfasst, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, an einen Eingangsanschluss der positiven Seite des ersten Vergleichsverstärkers 35a und des zweiten Vergleichsverstärkers 35b an. Ausgaben von beiden Vergleichsverstärkern 35a und 35b werden zu einer Logikschaltung 16b eingegeben. Der Stromerfassungswiderstand 29 und beide Vergleichsverstärker 35a und 35b bilden ein Stromerfassungsmittel.
  • Ein Schwellwert des Schwellwertspannungssignalgenerierungsmittels 37a wird eingestellt, eine Schwellwertspannung entsprechend einer Anschlussspannung an dem Stromerfassungswiderstand 29 zu sein, wenn der Spitzenstrom Ia, der in der Charakteristik (c) von 5 gezeigt wird, durch den Stromerfassungswiderstand 29 fließt. Eine Anordnung ist derart, dass eine Ausgabe von dem Vergleichsverstärker 35a zu einem Logikpegel H kommt und zu der Logikschaltung 16b eingegeben wird, wenn ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 nicht kleiner als der vorbestimmte Spitzenstrom Ia ist. D. h. dieser Schwellwert entspricht dem ersten Schwellwert, der in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben wird. Sobald ein Ausgabepegel des ersten Vergleichsverstärkers 35a einen Logikpegel H erreicht hat, wird außerdem der erste Vergleichsverstärker 35a durch die Wirkung eines Widerstands der positiven Rückkopplung 38a eingestellt, ein Logikpegel H zu sein, bis ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 nicht größer als ein Abschwächungsbestimmungsstrom Ic wird, der in der Charakteristik (c) von 5 gezeigt wird.
  • Ferner wird ein Schwellwert des Schwellwertspannungssignalgenerierungsmittels 37b eingestellt, eine Schwellwertspannung entsprechend der Spannung über dem Stromerfassungswiderstand 29 zu sein, wenn ein oberer Grenzstrom Id, der in der Charakteristik (c) von 5 gezeigt wird, geleitet wird. Eine Anordnung ist derart, dass eine Ausgabe von dem zweiten Vergleichsverstärker 35b zu Logikpegel H kommt und zu der Logikschaltung 16b eingegeben wird, wenn ein Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 bis zu nicht weniger als einem oberen Grenzstrom Id kommt. Sobald die Ausgabe von dem zweiten Vergleichsverstärker 35b zu Logikpegel H gekommen ist, wird außerdem der zweite Vergleichsverstärker 35b eingestellt, auf Logikpegel H gehalten zu werden, bis der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 durch die Wirkung eines Widerstands der positiven Rückkopplung 38b nicht größer als ein unterer Grenzstrom Ie wird, der in der Charakteristik (c) von 5 gezeigt wird.
  • Ein Umkehrlogikelement 15b gibt ein Steuersignal A ein, um ein Umkehrsignal auszugeben. Dieses Umkehrsignal wird zu der Torschaltung 12 der Hilfsenergieversorgung 6 eingegeben. Wenn das erste Schaltelement 20 leitend ist und eine schnelle Energieeinspeisung stattfindet, kommt eine Ausgabe von dem Umkehrlogikelement 15b zu Logikpegel L, und folglich wird das Erregungsschaltelement 10 über die Torelementschaltung 12 in eine Unterbrechung gebracht. In dieser zweiten Ausführungsform ist eine Anordnung ferner derart, dass das zweite Schaltelement 24 von dem Schlüsselschalter 2 über eine Rückflussverhinderungsdiode 40 verbunden ist, und das erste Schaltelement 20 und das zweite Schaltelement 24 in Reihe verbunden sind. Eine Anordnung ist ferner derart, dass die schnelle Energieeinspeisung von der Hilfsenergieversorgung 6 zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 über das erste Schaltelement 20 und das zweite Schaltelement 24 zugeführt wird.
  • Wenn die schnelle Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 durchgeführt wird, werden somit alle von dem ersten Schaltelement 20, zweiten Schaltelement 24 und dritten Schaltelement 26 leitend gemacht. Ferner wird das erste Schaltelement 20 unter diesem Zustand in AUS gebracht, was dadurch zu einem Zustand kontinuierlicher Energieeinspeisung führt. Es ist sicher, dass eine Charakteristikgrafik von 5 im wesentlichen die gleiche wie die von 2 ist. Es ist aber zu vermerken, dass das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 von 5(b) mittels der Logikschaltung 16b an Stelle der CPU 4a generiert wird, und sich ferner Ladungs-/Entladungscharakteristika der Hilfsenergieversorgung 6 von 5(d) von jenen in 2 unterscheiden. In 5(d) wird eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 gestoppt, und Entladung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 wird nur während der Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung durchgeführt, in der das erste Schaltelement EIN ist. Die Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 ist derart angeordnet, um unverzüglich zu starten, nachdem die Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung beendet ist und das Steuersignal A auf Logikpegel L gekommen ist.
  • Zwischen der Energieeinspeisungsschaltung von 1, die in der vorangehenden ersten Ausführungsform gezeigt wird, und der Energieeinspeisungsschaltung von 4 gemäß dieser zweiten Ausführungsform tritt ein Unterschied wie folgt auf. D. h. in der vorangehenden ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird, sind das zweite Schaltelement 24 und das erste Schaltelement 20 parallel verbunden. Andererseits sind in dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform, die in 4 gezeigt wird, das zweite Schaltelement 24 und das erste Schaltelement 20 in Reihe verbunden. Entsprechend bewirkt in der Anordnung von 1 ein Auftreten eines beliebigen Kurzschlussfehlers in dem ersten Schaltelement 20, dass das dritte Schaltelement 26 im Leerlauf ist, was letztlich ein Ausbrennen des elektromagnetischen Solenoids 27 verhindert. Wenn andererseits in der Anordnung von 4 ein beliebiger Kurzschlussfehler in dem ersten Schaltelement 20 auftritt, kann der Strom, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, entweder durch das zweite Schaltelement 24 oder das dritte Schaltelement 26 unterbrochen werden.
  • Nun wird hierin nachstehend eine Operation der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der zweiten Ausführungsform, die wie oben beschrieben angeordnet ist, mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben. Bezugnehmend auf die Figuren bewirkt ein EIN des Schlüsselschalters 2, dass die CPU 4a eine Operation startet und das Ventilöffnungssignal PL1, das in 5(a) gezeigt wird, ausgibt. Dieses Signal setzt die Logikschaltung 16b in Betrieb, wodurch das Ventilöffnungsansteuersignal PL2 und das Steuersignal A, das Steuersignal B und das Steuersignal C, die in 5(b) und 5(e) bis (g) gezeigt werden, generiert werden. Ferner wird eine Leitung zu dem ersten Schaltelement 20, dem zweiten Schaltelement 24 und dem dritten Schaltelement 26, die in 4 gezeigt werden, gesteuert. Des weiteren ist das erste Schaltelement 20 in einem Leerlauf, während ein Logikpegel des Steuersignals A auf L kommt, und der Kondensator 9 der Hilfsenergieversorgung 6 während dieser Zeitperiode bis zu einer vorbestimmten Spannung geladen wird.
  • Das erste Schaltelement 20 führt eine schnelle Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 in Zusammenarbeit mit dem zweiten Schaltelement 24 durch. Während dieser Zeitperiode einer schnellen Energieeinspeisung sind das Steuersignal A und das Steuersignal B auf einem Logikpegel ”H”, und diese H-Pegel-Signale veranlassen, dass eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils gestartet wird. Während das erste Schaltelement 20 AUS ist und das zweite Schaltelement 24 EIN ist, ist ferner der Logikpegel des Steuersignals A L, und das Steuersignal B besteht auf einem Logikpegel H fort. Somit wird eine kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 durchgeführt.
  • Während dieser Zeitperiode einer kontinuierlichen Energieeinspeisung wird eine Operation der beweglichen Sektion des Kraftstoffeinspritzventils beendet und beglichen.
  • Dann ändert sich auf die gleiche Art und Weise wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform der Logikpegel des Steuersignals B abwechselnd zwischen H und L, und das zweite Schaltelement 24 führt EIN-/AUS-Operationen durch, wodurch dem elektromagnetischen Solenoid 27 ein Ventiloffenhaltestrom zugeführt wird. Dieser Ventiloffenhaltestrom wird eingestellt, in einem Bereich von nicht weniger als dem minimalen Strom ein Stromwert so klein wie möglich zu sein, der dem elektromagnetischen Solenoid 27 ermöglicht, einen Zustand eines offenen Ventils zu halten. Das dritte Schaltelement 26 wird durch Leitung zu dem Steuersignal C gesteuert und schwächt schnell einen übermäßigen Übergangsdämpfungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode ab oder reduziert eine Ventilschließoperationsverzögerung wegen einem allmählichen Übergangsdämpfungsstrom, um eine schnelle Ventilschließoperation durchzuführen.
  • Es werden eine Logikoperation und eine äquivalente Operation der Logikschaltung 16b mit Bezug auf 6 wie folgt beschrieben. In Schritt 600 wird eine periodisch aktivierte Operation gestartet. In Schritt 601 wird bestimmt, ob sich das Ventilöffnungssignal PL1 vom Logikpegel L zum Logikpegel H geändert hat. Wenn sich das Ventilöffnungssignal PL1 zu H geändert hat, fährt das Programm zu Schritt 602 fort, in dem ein Timer Tk aktiviert wird, der eine Ventilöffnungsansteuerzeitperiode bestimmt. In dem nachfolgenden Schritt 603 wird bestimmt, ob die Zeit des Timers Tk, der in Schritt 602 aktiviert wurde, abgelaufen ist oder nicht. Wenn die Zeit des Timers Tk nicht abgelaufen ist, fährt das Programm zu Schritt 604 fort, in dem das Steuersignal A, das Steuersignal B und das Steuersignal C auf einen Logikpegel H gesetzt werden.
  • Entsprechend werden alle von dem ersten Schaltelement 20, zweiten Schaltelement 24 und dritten Schaltelement 26 in EIN gebracht, und als ein Ergebnis wird die schnelle Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 gestartet.
  • In dem nachfolgenden Schritt 605 wird durch Überwachung, ob eine Ausgabe von dem ersten Vergleichsverstärker 35a auf einem Logikpegel H ist oder nicht, bestimmt, ob der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 den vorbestimmten Spitzenstrom Ia erreicht hat oder nicht. Wenn dieser Erregungsstrom den vorbestimmten Spitzenstrom Ia erreicht hat, fährt das Programm zu Schritt 606 fort, in dem das Steuersignal A von H auf L gesetzt wird, und das Steuersignal B und das Steuersignal C auf H-Pegel fortbestehen. Entsprechend ist in diesem Schritt 606 das erste Schaltelement 20 AUS, das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 bestehen als EIN fort und die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 wird durchgeführt.
  • In dem Fall, wo der Erregungsstrom I einen vorbestimmten Spitzenstrom Ia in Schritt 605 nicht erreicht hat, kehrt das Programm von Schritt 605 zu Schritt 603 zurück und wartet darauf, dass der Erregungsstrom den vorbestimmten Spitzenstromwert Ia erreicht, während eine Routine zwischen den vorangehenden Schritten 603 bis 605 wiederholt wird. In dem Fall jedoch eines Auftretens irgendeiner unzureichenden Ausgabespannung der Hilfsenergieversorgung 6 oder einer derartigen Anomalie, dass das erste Schaltelement 20 nicht EIN sein kann, setzt die Bestimmung durch Schritt 605 fort, NEIN zu sein. Deshalb implementiert Schritt 603 eine Bestimmung, ob die Zeit abgelaufen ist oder nicht, und das Programm fährt zu Schritt 607 fort, in dem eine Fehlersignalausgabe ER gesetzt wird.
  • Schritt 608, der Schritt 606 folgt, ist ein Schritt, in dem der Zähler, der in Schritt 602 aktiviert wurde, gezählt wird. Bis eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, kehrt das Programm zu Schritt 606 zurück, um die Schritte 606 und 608 zu wiederholen. Nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, fährt das Programm zu Schritt 609 fort, in dem der Zähler zurückgesetzt wird. Das Programm fährt ferner zu Schritt 610 fort, in dem das Steuersignal A fortfährt, auf L zu sein, ebenso wie das Steuersignal B und das Steuersignal C von H auf L gesetzt werden. Durch diesen Schritt 610 besteht das erste Schaltelement 20 als AUS fort, und das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 werden von EIN zu AUS geändert, was den Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 bei einer hohen Geschwindigkeit unterbricht.
  • In dem nachfolgenden Schritt 611 wird durch Überwachung, ob eine Ausgabe von dem ersten Vergleichsverstärker 35b auf einem Logikpegel L ist oder nicht, bestimmt, ob der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 dazu kommt, nicht größer als der Abschwächungsbestimmungsstrom Ic zu sein oder nicht. In dem Fall, wo der Erregungsstrom I nicht größer als Ic ist, kehrt das Programm zu Schritt 610 zurück, um den Schritt 610 und den Schritt 611 zu wiederholen. In dem Fall, wo von dem Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 in Schritt 611 bestimmt wird, dass er nicht größer als Ic ist, fährt das Programm zu Schritt 612 fort. In diesem Schritt 612 wird bestimmt, ob ein Logikpegel des Ventilöffnungssignals PL1 von H zu L zurückgekehrt ist oder nicht. In dem Fall, wo PL1 nicht zu L zurückgekehrt ist, wird das Steuersignal C in Schritt 613 erneut zu H zurückgestellt, und das Programm fährt zu Schritt 614 fort. In diesem Schritt 614 wird durch Überwachung, ob eine Ausgabe von dem zweiten Vergleichsverstärker 35b auf einem Logikpegel L ist oder nicht, bestimmt, ob sich der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 auf nicht mehr als die untere Grenze Ie der Rückkopplungssteuerung verringert hat oder nicht.
  • Wenn von dem Erregungsstrom I bestimmt wird, dass er nicht größer als Ie ist, fährt das Programm zu Schritt 615 fort. In diesem Schritt 615 besteht das Steuersignal A auf L fort, das Steuersignal B wird vom L-Pegel zu H-Pegel geändert und das Steuersignal C besteht auf H fort. Somit besteht das erste Schaltelement 20 als AUS fort, und das zweite Schaltelement 24 und das dritte Schaltelement 26 sind EIN. Deshalb wird die Ventiloffenhalteenergieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 durchgeführt, und dieser Erregungsstrom wird auf nicht weniger als der Untergrenze Ie gehalten. Das Programm fährt zu Schritt 616 nachfolgend zu Schritt 615 fort, oder wenn der Erregungsstrom I nicht bestimmt wird, kleiner als Ie zu sein. In diesem Schritt 616 wird durch Überwachung, ob eine Ausgabe von dem zweiten Vergleichsverstärker 35b auf einem Logikpegel H ist oder nicht, bestimmt, ob der Erregungsstrom I zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 nicht kleiner als Id ist, was die obere Grenze der Rückkopplungssteuerung ist.
  • In dem Fall, wo der Erregungsstrom I nicht kleiner als Id ist, fährt das Programm zu Schritt 617 fort, in dem das Steuersignal A auf L gehalten wird, das Steuersignal B von H zu L geändert wird und das Steuersignal C auf H gehalten wird. Entsprechend besteht in diesem Schritt 617, obwohl das erste Schaltelement 20 als AUS fortbesteht und das zweite Schaltelement 26 in AUS gebracht wird, das dritte Schaltelement 26 als EIN fort, um den Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 in eine reibungslose Abschwächung zu bringen. Wenn der Erregungsstrom I in Schritt 616 nicht größer als Id ist, ebenso wie nach der Bearbeitung von Schritt 616t, kehrt das Programm zu Schritt 612 zurück. Solange wie die Bestimmung in Schritt 612 NEIN ist, wiederholt das Programm Operationen in Schritten 612 bis 617, d. h. einem Block, der Schritt 618 durch gestrichelte Linien von 6 eingeschlossen zeigt. Somit wird der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 derart gesteuert, um in einem Bereich von Ie–Id zu sein. Ferner führen diese Schritte 612 bis 617, auch gemeinsam durch Schritt 618 angezeigt, die Rückkopplungssteuerung als Haltestromsteuermittel durch.
  • Wenn das Ventilöffnungssignal PL1 in dem erwähnten Schritt 601 auf einem Logikpegel L verbleibt, oder wenn sich in Schritt 612 das Ventilöffnungssignal PL1 zu einem Logikpegel L geändert hat, fährt das Programm zu Schritt 619 fort. In diesem Schritt 619 werden alle von dem Steuersignal A, dem Steuersignal B und dem Steuersignal C auf Logikpegel L gesetzt. Entsprechend sind in diesem Schritt 619 alle von dem ersten Schaltelement 20, zweiten Schaltelement 24 und dritten Schaltelement 26 in einem AUS-Zustand, sodass die Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 gestoppt wird.
  • Nachdem in Schritt 619 die oben erwähnte Bearbeitung durchgeführt wurde, fährt das Programm zu Schritt 620 fort. In diesem Schritt 620 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist oder nicht, durch Überwachung einer Operation des Energieversorgungstimers, nicht gezeigt, der eine Ablaufzeitausgabe ausgibt, nachdem die vorbestimmte Zeitperiode seit Einschalten des Schlüsselschalters 2 abgelaufen ist. Diese vorbestimmte Zeitperiode wird z. B. auf eine Zeitperiode eingestellt, die notwendig ist, damit der Kondensator 9 der Hilfsenergieversorgung 6 von 0 V auf die Maximalspannung Vpmax geladen wird, wenn eine Spannung der Hauptenergieversorgung 1 auf dem Minimalwert Vpmax ist. In dem Fall, wo in diesem Schritt 620 eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, fährt das Programm zu Schritt 621 fort, in dem bestimmt wird, ob eine Ausgabespannung der Hilfsenergieversorgung 6 z. B. nicht kleiner als eine vorbestimmte Minimalspannung VPmix ist oder nicht. Diese Bestimmung wird durch Überwachung einer Ausgabe von einer Vergleichsschaltung, nicht gezeigt, die mit der Logikschaltung 16b verbunden ist, implementiert.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt 621 NEIN ist, d. h. wenn die Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 nicht größer als Vpmin ist, fährt das Programm zu Schritt 622 fort, in dem eine Fehlersignalausgabe ER gesetzt wird. Wenn die Bestimmung in Schritt 621 JA ist, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode in dem oben erwähnten Schritt 620 nicht abgelaufen ist und nachdem das Fehlersignal in Schritt 622 gesetzt wurde, fährt das Programm ferner zu Schritt 622 fort, der ein Operationsendschritt ist. In diesem Schritt 622 führt die Logikschaltung 16 eine Bereitschaft (standby) zum Implementieren anderer Steuerungen durch und kehrt zu Schritt 600 zurück, der der Operationsstartschritt ist.
  • In dem Fall, wo die Fehlersignalausgabe ER in Schritt 607 oder Schritt 622 gesetzt wird, ist die CPU 4a angeordnet, eine Generierungszeit des Ventilöffnungssignals PL1 früher zu legen, oder die Endzeit des Ventilöffnungsansteuersignals PL2 später zu legen. Somit wird die Ausgabezeitperiode des Ventilöffnungsansteuersignals PL2 ausgedehnt und startet eine Operation der Alarmanzeige 33. Als ein Ergebnis wird selbst in dem Fall eines Auftretens eines Fehlers in der Hilfsenergieversorgung 6, wobei dadurch keine ausreichende Ausgabespannung erhalten wird, ein Strom von der Hauptenergieversorgung 1 von dem zweiten Schaltelement 24 zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 über die Rückflussverhinderungsdiode 40 eingespeist. Obwohl eine Reaktionsverzögerung auftritt, wird deshalb die Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils durchgeführt, und folglich kann eine Evakuierungsoperation ausgeführt werden. Somit funktioniert der Schritt 621 als ein Hilfsenergieversorgungsfehlererfassungsmittel und der Schritt 622 funktioniert als ein Hilfsenergieversorgungsfehlerbearbeitungsmittel.
  • In dem Fall, wo eine Fehlersignalausgabe ER in Schritt 607 oder Schritt 622 generiert wird, wird außerdem nicht nur eine Ventilöffnungsansteuerzeitperiode ausgedehnt, sondern ein Wert eines Spitzenstroms Ia wird außerdem eher niedrig eingestellt. In dem Fall, wo die Fehlersignalausgabe ER ungeachtet einer Annahme derartiger Prozeduren in Schritt 306 dennoch generiert wird, wird ein Energieeinspeisungsstoppsignal generiert, wodurch eine Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27 gestoppt werden kann.
  • In der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung, die wie oben beschrieben angeordnet ist, sind das erste Schaltelement 20 und das zweite Schaltelement 24 zusätzlich zu dem Fall der vorangehenden ersten Ausführungsform in Reihe aufgebaut. In dem Fall des Auftretens irgendeines Kurzschlussfehlers in dem ersten Schaltelement 20 ist entweder das zweite Schaltelement 24 oder das dritte Schaltelement 26 AUS, wobei dadurch ermöglicht wird, einen Strom zu unterbrechen, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt. Ferner besteht das Stromerfassungsmittel aus einem Paar von Vergleichsverstärkern, der erste Vergleichsverstärker 35a ist eine Alternative des Spitzenstromerfassungsmittels und des Übergangsdämpfungsstromerfassungsmittels, und der zweite Vergleichsverstärker 35b ist eine Alternative des Haltestromsteuermittels. Deshalb ist es unnötig, den Strom, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27 fließt, in einen Digitalwert zu konvertieren, um eine numerische Operation durchzuführen, oder irgendeine vergleichende Bestimmung in irgendeinem numerischen Wertpegel mittels der CPU zu implementieren. Als ein Ergebnis ist es nun möglich, eine Schaltung zu vereinfachen und eine Belastung in der CPU 4a zu reduzieren.
  • Ausführungsform 3.
  • 7 und 8 dienen zur Erläuterung einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 7 ist ein allgemeines Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau erläutert. 8 zeigt einen Aufbau einer Fehlererfassungsschaltung. Das allgemeine Schaltungsdiagramm von 7 zeigt einen ansteuernden elektromagnetischen Solenoid eines Kraftstoffeinspritzventils, befestigt an jeweiligen Zylindern eines Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors. Dieser ansteuernde elektromagnetische Solenoid ist derart angeordnet, dass ein Paar von Kraftstoffeinspritzventilen, die keine benachbarte Ventilöffnungsoperation durchführen, erste und zweite Schaltelemente und einen Stromerfassungswiderstand gemeinsam verwenden. Ferner sind die ersten und zweiten Schaltelemente parallel verbunden, wie in 1 der vorangehenden ersten Ausführungsform gezeigt, und eine CPU implementiert eine Operation einer Einspeisungssteuerlogikschaltung. Obwohl nur Bezugszeichen in einem Block Z gezeigt werden, der innerhalb der gestrichelten Linien in dem Diagramm eingeschlossen ist, ist dieser Block außerdem die gleiche Schaltung wie ein Block Y, und es werden nur Bezugszeichen von Komponenten in Entsprechung zu jenen in der Schaltung des Blocks Y gezeigt.
  • Bezugnehmend nun auf 7 ist die Hauptenergieversorgung 1 eine im Fahrzeug befindliche Batterie von z. B. DC 12 V, elektrische Energie wird von der Hauptenergieversorgung 1 zu einer Steuervorrichtung, die später beschrieben wird, über den Schlüsselschalter 2 eingespeist. Eine tatsächliche Spannung der Hauptenergieversorgung 1 variiert von dem Minimalwert Vbmin = 10 V bis zu dem Maximalwert Vbmax = 16 V. Elektrische Energie der Hauptenergieversorgung 1 wird der Konstantspannungsenergieversorgung 3 zugeführt, wo sie in eine stabile konstante Spannung konvertiert wird, z. B. DC 5 V, um einer CPU 4c zugeführt zu werden. Die CPU 4c ist mit einem nichtflüchtigen Speicher MEM, wie etwa einem Flash-Speicher, oder einem RAM für eine Operationsbearbeitung und einem AD-Wandler versehen, der ein analoges Signal in einen Digitalwert wandelt. Außerdem ist eine Eingabesensorgruppe, nicht gezeigt, mit der erwähnten CPU 4c verbunden. Diese Eingabesensorgruppe besteht aus einer großen Anzahl von EIN-/AUS-Sensoren und analogen Sensoren, wie etwa einem Rotationssensor eines Verbrennungsmotors, Kurbelwinkelsensor, Luftstromsensor, Zylinderdrucksensor, Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, Kühlwassertemperatursensor.
  • Die CPU 4c generiert Steuersignale A1·B1·C1, A2·B2·C2, A3·B3·C3, A4·B4·C4 individuell für jeden Zylinder als Reaktion auf Erfassungssignale von der erwähnten Eingabesensorgruppe und einen Programminhalt des erwähnten nicht-flüchtigen Speichers MEM. In dem Fall eines Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors z. B. sind vier Kraftstoffeinspritzventile befestigt. In 7 werden zwei Kraftstoffeinspritzventile, die nicht eine benachbarte Ventilöffnungsoperation durchführen, gezeigt, die zusammen mit einer an Ansteuerschaltung ein Paar bilden. Das andere Paar von Kraftstoffeinspritzventilen und die Ansteuerschaltungen werden gezeigt, indem nur Bezugszeichen innerhalb eines Rahmens Z gezeigt werden, der durch die gestrichelten Linien eingeschlossen ist, wobei ein Schaltungsdiagramm davon weggelassen wird. Elektromagnetische Solenoide von vier Kraftstoffeinspritzventilen sind 27a und 27c, und 27b und 27d innerhalb des Rahmens z, und eine Operationsreihenfolge von jeweiligen elektromagnetischen Solenoiden ist 27a -> 27b -> 27c -> 27d -> 27a.
  • Die Hilfsenergieversorgung 6 hat den gleichen Aufbau und Operation wie die, die in 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben wird, und gibt eine schnelle Energieeinspeisung aus. Entsprechend ist auf die gleiche Art und Weise wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform ein Komparator 15c mit der Hilfsenergieversorgung 6 verbunden. Ein Ausgabelogikpegel des Komparators 15c kommt auf L, wenn ein erstes Schaltelement 20a oder 20b, das später beschrieben wird, EIN ist, um eine Ladung eines Kondensators zu verhindern, der in der Hilfsenergieversorgung 6 angeordnet ist. Die schnelle Energieeinspeisung der Hilfsenergieversorgung 6 wird den ersten Schaltelementen 20a und 20b zugeführt, die aus Leistungstransistoren eines bipolaren Typs oder Feldeffekttyps bestehen. Signale A13 und A24 werden über Basiswiderstände 17a und 17b, Ansteuertransistoren 18a und 18b und Ansteuerwiderstände 19a und 19b zu den ersten Schaltelementen 20a und 20b gesendet. Des weiteren führt das erste Schaltelement 20a Ausgaben von der Hilfsenergieversorgung 6 elektromagnetischen Spulen 27a und 27c zu, und das erste Schaltelement 20b führt die Ausgabe von der Hilfsenergieversorgung 6 elektromagnetischen Spulen 27b und 27d zu.
  • Die zweiten Schaltelemente 24a und (24b in dem Rahmen Z) werden als Reaktion auf das Signal B13 und (Signal B24) über Basiswiderstände 21a und (21b in dem Rahmen Z), Ansteuertransistoren 22a und (22b innerhalb des Rahmens Z) und Ansteuerwiderstände 23a und (23b innerhalb des Rahmens Z) angesteuert. Die zweiten Schaltelemente 24a und 24b werden aus Leistungstransistoren des bipolaren Typs oder Feldeffekttyps gebildet. Die zweiten Schaltelemente 24a und 24b führen einen kontinuierlichen Strom von der Hauptenergieversorgung 1 zu den elektromagnetischen Solenoiden 27a bis 27d über die Rückflussverhinderungsdioden 28a (und 28b in dem Rahmen Z) zu. Ein Steuersignal B13 entspricht einem ODER der Steuersignale B1 und B3. Wenn dieses Steuersignal B13 auf Logikpegel H kommt, wird das zweite Schaltelement 24a über den Ansteuertransistor 22a leitend gemacht, und die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c wird von der Hauptenergieversorgung 1 durchgeführt. Wenn ein Steuersignal B24, das einem ODER der Steuersignale B2 und B4 entspricht, auf Logikpegel H kommt, wird das zweite Schaltelement 24b über den Ansteuertransistor 22b in dem Rahmen Z, nicht gezeigt, leitend gemacht. Somit wird die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d von der Hauptenergieversorgung 1 durchgeführt.
  • Ein drittes Schaltelement 26a–26d wird aus einem Leistungstransistor eines bipolaren Typs oder Feldeffekttyps mit einer Unterbrechungsspannungsbegrenzungsfunktion eines höheren Werts als der maximalen Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 gebildet. Die dritten Schaltelemente 26a und 26c sind mit einem Stromerfassungswiderstand 29a verbunden, und der elektromagnetische Solenoid 27a, das dritte Schaltelement 26a und der Stromerfassungswiderstand 29a bilden eine serielle Schaltung. Ferner bilden der elektromagnetische Solenoid 27c, das dritte Schaltelement 26c und der Stromerfassungswiderstand 29c eine serielle Schaltung. Mit diesen seriellen Schaltungen ist eine Verbindungsdiode 30a parallel verbunden. Des weiteren werden die dritten Schaltelemente 26a und 26c als Reaktion auf Steuersignale CC1 und CC3 über Ansteuerwiderstände 25a und 25c angesteuert.
  • Gleichermaßen sind innerhalb des Rahmens Z, der durch die gestrichelten Linien eingeschlossen ist, nicht gezeigt, die dritten Schaltelemente 26b und 26d mit dem Stromerfassungswiderstand 29b verbunden, und der elektromagnetische Solenoid 27b, das dritte Schaltelement 26b und der Stromerfassungswiderstand 29b bilden eine serielle Schaltung. Ferner bilden der elektromagnetische Solenoid 27d, das dritte Schaltelement 26d und der Stromerfassungswiderstand 29b eine serielle Schaltung. Des weiteren ist mit diesen seriellen Schaltungen eine Verbindungsdiode 30b parallel verbunden. Diese dritten Schaltelemente 26a–26d werden leitend gemacht, wenn Steuersignale CC1–CC4 auf Logikpegel H kommen, wobei dadurch ermöglicht wird, die Energieeinspeisung von der Hauptenergieversorgung 1 oder der Hilfsenergieversorgung 6 zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a–27d durchzuführen.
  • Ein Strom des elektromagnetischen Solenoids 27a oder 27c (elektromagnetischer Solenoid 27b oder 27d) wird durch den Stromerfassungswiderstand 29a (29b) erfasst. Eine Spannung über den Stromerfassungswiderständen 29a und (29b) wird zu den Verstärkerschaltungen 43a und 43b eingegeben, und Ausgaben von den Verstärkerschaltungen 43a und 43b werden zu den Elementfehlererfassungsschaltungen 44a und 44b als Reaktion auf die Ausgaben von den Verstärkerschaltungen 43a und 43b eingegeben. Ausgabesignale AN13 und AN24 von den Verstärkerschaltungen 43a und 43b und Fehlersignalausgaben ER1 und ER2 von den Elementfehlererfassungsschaltungen 44a und 44b werden zu der CPU 4c eingegeben. Bei Generierung der Fehlersignalausgaben ER1 und ER2 arbeitet als Reaktion darauf eine Alarmanzeige 33, die durch die CPU 4c angesteuert wird, und zeigt einen Alarm an.
  • Des Weiteren wird die schnelle Energieeinspeisung auf die folgende Art und Weise durchgeführt. D. h. wenn das Steuersignal A13 entsprechend einem ODER der Steuersignale A1 und A3 auf Logikpegel H kommt, wird das erste Schaltelement 20a über den Ansteuertransistor 18a leitend gemacht, um eine hohe Spannung von der Hilfsenergieversorgung 6 an den elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c anzulegen. Wenn das Steuersignal A24 entsprechend einer logischen Summe der Steuersignale A2 und A4 auf Logikpegel H kommt, wird das erste Schaltelement 20b über den Ansteuertransistor 18b leitend gemacht, um eine hohe Spannung von der Hilfsenergieversorgung 6 an den elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d anzulegen.
  • Ein Komparator 15c steuert die Operation der Hilfsenergieversorgung 6. Ein Eingangswiderstand 45 ist mit einem Eingangsanschluss der negativen Seite des Komparators 15c verbunden, und ein Eingangswiderstand 46 ist mit einem Eingangsanschluss der positiven Seite zwischen dem Schlüsselschalter 2 und diesem Eingangsanschluss der positiven Seite verbunden. Ferner werden Signale von dem Ausgangsanschluss der ersten Schaltelemente 20a und 20b zu dem Eingangsanschluss der negativen Seite des Komparators 15c über den Eingangswiderstand 45 und die Dioden 41a und 41b eingegeben. Der Ausgangsanschluss des Komparators 15c wird zu einer Torschaltung, nicht gezeigt, der Hilfsenergieversorgung 6 eingegeben. Wenn das erste Schaltelement 20a oder 20b EIN ist, um die schnelle Energieeinspeisung als Reaktion auf das Signal A13 oder das Signal A24 durchzuführen, kommt eine Logikpegelausgabe von dem Komparator 15c auf L, und als ein Ergebnis wird eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 gestoppt.
  • Außerdem wird nun jedes Steuersignal, das in 7 gezeigt wird, beschrieben. Das Steuersignal A1–A4 macht das erste Schaltelement 20a oder 20d leitend, um die schnelle Energie Versorgung durchzuführen, ebenso wie die Ladeoperation der Hilfsenergieversorgung 6 während der schnellen Energieeinspeisung zu stoppen. Ferner machen die Steuersignale B1–B4 das zweite Schaltelement 24a oder 24d leitend, um die kontinuierliche Energieeinspeisung durchzuführen, ebenso wie eine EIN-/AUS-Verhältnis-Steuerung zu implementieren, um die Ventiloffenhaltesteuerung durchzuführen. Die Steuersignale C1–C4 machen selektiv die dritten Schaltelemente 26a–26d zu einem Zeitpunkt von einem Logikpegel H leitend, ebenso wie sie die dritten Schaltelemente 26a–26d zu einem Zeitpunkt eines Logikpegels L in AUS bringen, um eine Unterbrechung des Erregungsstroms zu dem elektromagnetischen Solenoid bei einer hohen Geschwindigkeit durchzuführen. Eine Vorbereitung des Programms, das in dem Flussdiagramm von 3 gezeigt wird, beschrieben in der ersten Ausführungsform jeweils für vier elektromagnetische Solenoide, und eine Speicherung der Programme in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher MEM der CPU 4c erreichen die erwähnten Operationen dieser Steuersignale.
  • Nun wird das Paar von Elementfehlererfassungsschaltungen (Mitteln) 44a und 44b, die eine identische Schaltung bilden, detailliert mit Bezug auf 8 beschrieben, wobei die Elementfehlererfassungsschaltung 44a als typische angenommen wird. Bezugnehmend auf 8 inkludiert die Elementfehlererfassungsschaltung 44a: Komparatoren 47a und 47b, und 50a und 50b; eine Differenzialschaltung 48, die aus einem Differenzialkondensator 48a, einem seriellen Widerstand 48b und spannungsteilenden Widerständen 48c und 48d besteht; Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittel 49a und 49b, und 51a und 51b; Timer 52a–52d; UND-Elemente 53a–53c; ODER-Elemente 54a und 54b; Speicherelemente 55a und 55b, die z. B. aus Flip-Flop-Schaltungen gebildet werden; und eine Energieversorgungseinschaltimpulsgenerierungsschaltung 39 zum Rücksetzen dieser Speicherelemente 55a und 55b.
  • Der Komparator 47a agiert als ein Kurzschlussfehlererfassungsmittel für das erste oder dritte Schaltelement. Die Differenzialschaltung 48 generiert eine Ausgabe, die durch Addition eines Werts proportional einer Rate einer Änderung in einer Ausgabespannung von der Verstärkerschaltung 43a oder 43b und eines Werts proportional zu einer Ausgabespannung von der Verstärkerschaltung 43a oder 43b erhalten wird. Ein Bestimmungsschwellwert, der durch das Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittel 49a ausgegeben wird, ist eine Rate einer Änderung in einer Spannungsausgabe von der Verstärkerschaltung 43a und 43b, wenn die Hilfsenergieversorgung 6 die schnelle Energieeinspeisung zu einem beliebigen der elektromagnetischen Solenoide 27a–27d durchführt. Ferner wird dieser Bestimmungsschwellwert auf einen Wert eingestellt, der eher größer ist als eine Ausgabespannung von der Differenzialschaltung 48 zu dem Zeitpunkt eines Erregungsstroms nicht größer als der erste Schwellwert, erfasst durch das erste Spitzenstromerfassungsmittel. Ein Ausgang von der Differenzialschaltung 48 ist mit dem Eingangsanschluss der positiven Seite des Komparators 47a verbunden, und ein Bestimmungsschwellwert des Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittels 49a ist mit dem Anschluss der negativen Seite des Komparators 47a verbunden.
  • Wenn z. B. in der Elementfehlererfassungsschaltung 44a ein Kurzschlussfehler in dem dritten Schaltelemente 26c auftritt, wird entsprechend das dritte Schaltelement 26a leitend gemacht, um die schnelle Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a, der der eine ist, der das Paar bildet, durchzuführen, und folglich wird die schnelle Energieeinspeisung zu den elektromagnetischen Solenoiden 27a und 27c von dem ersten Schaltelement 20a durchgeführt. Deshalb generiert die Differenzialschaltung 48 im wesentlichen doppelt so groß wie die Differenzausgabe im Vergleich zu einem normalen Differenzialwert. Als ein Ergebnis generiert der Komparator 47a eine Kurzschlussfehlerbestimmungsausgabe hinsichtlich des dritten Schaltelements 26a oder 26c. Selbst in dem Fall, wo es in den dritten Schaltelementen 26a und 26c keinen Kurzschlussfehler gibt, falls sich das erste Schaltelement 20a in dem Kurzschlussfehler befindet, setzt sich ferner die schnelle Energieeinspeisung mittels der Hilfsenergieversorgung 6 fort, selbst nachdem das Spitzenstromerfassungsmittel eine Überschreitungsbestimmung vorgenommen hat. Deshalb überschreitet der Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid den ersten Schwellwert, und als ein Ergebnis wird eine Ausgabe von der Differenzialschaltung 48 übermäßig groß, sodass der Komparator 47a einen Kurzschlussfehler bezüglich des ersten Schaltelements 20a bestimmt.
  • Der Komparator 47b dient zum Agieren als ein Unterbrechungsfehlererfassungsmittel des ersten Schaltelements. Das Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittel 49b ist auf einen Wert eingestellt, der eher größer als eine Hochstufrate des Erregungsstroms ist, wenn eine Spannung der Hauptenergieversorgung 1 direkt an den elektromagnetischen Solenoid angelegt wird. Der Timer 52a generiert eine Zeitablaufausgabe eines Logikpegels H, wenn das Steuersignal A13 oder A24 auf Logikpegel H kommt und nach Ablauf einer kurzen Zeit, die für den Erregungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid notwendig ist, um einen Anstieg genau zu beginnen. Es wird eine Signalspannung, die einem Bestimmungsschwellwert des Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittels 49b entspricht, an den Eingangsanschluss der positiven Seite des Komparators 47b angelegt, und es wird eine Ausgabespannung von der Differenzialschaltung 48 an den Eingangsanschluss der negativen Seite des Komparators 47b angelegt. Dann werden eine Ausgabe von diesem Komparator 47b und eine Ausgabe von dem Timer 52b zu dem UND-Element 53a eingegeben.
  • Wenn das Steuersignal A13 oder A24 auf Logikpegel H kommt und die schnelle Energieeinspeisung gestartet ist, kommt entsprechend eine Ausgabe von dem Komparator 47b normalerweise auf Logikpegel L. Wenn jedoch das erste Schaltelement 20a einen Unterbrechungsfehler aufweist, wird von der Differenzialschaltung 48 keinerlei Ausgabe generiert, und die Ausgabe von dem Komparator 47b kommt auf Logikpegel H als eine Fehlerbestimmungsausgabe. Selbst in dem Fall, wo das erste Schaltelement 20a keinerlei Unterbrechungsfehler aufweist, sondern ein beliebiger Hochstufungsspannungsfehler derart auftritt, dass eine Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 gleich einer Spannung der Hauptenergieversorgung 1 sein kann, wird die Ausgabespannung von der Differenzialschaltung 48 kleiner als der Bestimmungsschwellwert des Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittels 49b. Folglich gibt der Komparator 47b einen Logikpegel H als eine Fehlerbestimmungsausgabe aus.
  • Der Komparator 50a dient zum Agieren als ein Kurzschlussfehlererfassungsmittel des ersten oder zweiten Schaltelements. Ein Schwellwert, der durch das Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittel 51a ausgegeben wird, ist ein Bestimmungsschwellwert entsprechend einer Ausgabespannung von dem Verstärker 43a oder 43b, wenn ein Erregungsstrom fließt, der eher größer als die obere Grenze Id (bezugnehmend auf 2c) des Erregungsstroms in der Ventiloffenhaltesteuerung der elektromagnetischen Solenoide 27a–27d ist. Der Eingangsanschluss der positiven Seite des Komparators 50a ist mit einem Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung 43a oder 43b verbunden, und es wird eine Signalspannung entsprechend einem Bestimmungsschwellwert, der durch das Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittel 51a ausgegeben wird, an den Eingangsanschluss der negativen Seite des Komparators 50a angelegt.
  • Der Timer 52b wird aktiviert, wenn das Steuersignal A13 oder A24 auf Logikpegel H kommt, und gibt ein Zeitablaufsignal von Logikpegel H in dem Moment eines Starts einer Ventiloffenhaltesteuerung aus, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist. Das UND-Element 53b gibt ein Ausgabesignal von dem Komparator 50a und ein Ausgabesignal von dem Timer 52b ein. Der Komparator 50b dient zum Agieren als ein Unterbrechungsfehlererfassungsmittel für die zweiten und dritten Schaltelemente. Das Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittel 51b gibt einen Bestimmungsschwellwert entsprechend der Ausgabespannung von der Verstärkerschaltung 43a oder 43b aus, wenn ein Erregungsstrom fließt, der eher kleiner als die untere Grenze Ie (bezugnehmend auf 2c) des Erregungsstroms in einer Ventiloffenhaltesteuerung der elektromagnetischen Solenoide 27a–27d ist. Der Eingangsanschluss der negativen Seite des Komparators 50b ist mit einem Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung 43a oder 43b verbunden, und es wird eine Signalspannung, die einem Bestimmungsschwellwert des Bestimmungsschwellwertgenerierungsmittels 51b entspricht, an den Eingangsanschluss der positiven Seite des Komparators 50b angelegt.
  • Der Timer 52c wird aktiviert, wenn das Steuersignal A13 oder A24 auf Logikpegel H kommt, und gibt ein Zeitablaufsignal von Logikpegel H in dem Moment aus, wenn eine kurze Verzögerungszeit abläuft, in der ein Strom, der durch den elektromagnetischen Solenoid fließt, eine Hochstufung beginnt. Ein Ausgabesignal von dem Komparator 50b und ein Ausgabesignal von dem Timer 52c werden zu dem UND-Element 53c eingegeben. Ferner ist es auch möglich, dass der Timer 52b an Stelle des Timers 52c gemeinsam verwendet wird. In diesem Fall wird ein Erfassungszeitperiodenbereich eines Unterbrechungsfehlers reduziert, und deshalb kann der Komparator 50b den Unterbrechungsfehler nicht erfassen, der in den ersten Schaltelementen 20a und 20b auftritt.
  • Das ODER-Element 54a gibt ein Ausgabesignal von dem Komparator 47a und ein Ausgabesignal von dem UND-Element 53b ein. Zu dem ODER-Element 54b werden ein Ausgabesignal von dem UND-Element 53a, ein Ausgabesignal von dem Komparator 47a, ein Ausgabesignal von dem UND-Element 53b und ein Ausgabesignal von dem UND-Element 53c eingegeben. Das Speicherelement 55a wird als Reaktion auf eine Ausgabe von dem ODER-Element 54a gesetzt, und das Speicherelement 55b wird als Reaktion auf eine Ausgabe von dem ODER-Element 54b gesetzt. Ferner erfasst die Energieversorgungseinschaltimpulsgenerierungsschaltung 39, dass der Schlüsselschalter 2 eingeschaltet wird, gibt ein Impulssignal aus und führt eine Initialisierungsrücksetzung der Speicherelemente 55a und 55b durch. Eine Rücksetzausgabe von dem Speicherelement 55a wird den Torelementen 56a–56d oder 57a–57d, die später beschrieben werden, als eine Torsignalausgabe GT1 oder GT2 zugestellt, und eine Rücksetzausgabe von dem Speicherelement 55b wird zu der CPU 4c als die Fehlersignalausgabe ER1 oder ER2 eingegeben.
  • Bezugnehmend erneut auf das allgemeine Schaltungsdiagramm von 7 führt die Elementfehlererfassungsschaltung 33a eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20a oder der dritten Schaltelemente 26a und 26c mittels des Komparators 47a, gezeigt in 8, durch, oder führt eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20a oder des zweiten Schaltelements 24a mittels des Komparators 50a durch. Ferner führt die Elementfehlererfassungsschaltung 44a eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20a und eine Fehlerbestimmung der Hilfsenergieversorgung 6 mittels des Komparators 47b in 8 durch, oder führt eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des zweiten Schaltelements 24a oder des dritten Schaltelements 26a oder 26c mittels des Komparators 50b durch. Des weiteren generiert die Elementfehlererfassungsschaltung 44a die Fehlersignalausgabe ER1 auf Logikpegel L mittels des Speicherelements 55b, bis der Schlüsselschalter 2 erneut eingeschaltet wird, nachdem der Fehler aufgetreten ist, oder generiert eine Torsignalausgabe GT1 für die Torelemente 56a–56d mittels des Speicherelements 55a, wenn ein Auftreten eines beliebigen Kurzschlussfehlers bestimmt wird.
  • Die Elementfehlererfassungsschaltung 44b ist ähnlich angeordnet, und führt eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20b oder des dritten Schaltelements 26b oder 26d mittels des Komparators 47a in 8 durch, und führt eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20b oder des zweiten Schaltelements 24b mittels des Komparators 50a durch, oder führt eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20b oder eine Fehlerbestimmung der Energieversorgung 6 mittels des Komparators 47b durch.
  • Ferner führt diese Elementfehlererfassungsschaltung 44b eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des zweiten Schaltelements 24b oder des dritten Schaltelements 26b oder 26d mittels des Komparators 50b in 8 durch. Des weiteren gibt diese Elementfehlererfassungsschaltung 44b die Fehlersignalausgabe ER2 auf Logikpegel L mittels des Speicherelements 55b aus, bis der Schlüsselschalter 2 erneut eingeschaltet wird, nachdem der Fehler aufgetreten ist, oder generiert eine Torsignalausgabe GT2 für die Torelemente 57a–57d mittels des Speicherelements 55a, wenn ein Auftreten eines beliebigen Kurzschlussfehlers bestimmt wird.
  • Wie oben beschrieben, wird in dieser zweiten Ausführungsform ein Kurzschlussfehler der ersten Schaltelemente 20a und 20b auf beiden Seiten des Komparators 47a und des Komparators 50a von 8 erfasst. Deshalb ist es möglich, in der Differenzialschaltung 48 einen proportionalen Anteil durch die spannungsteilenden Widerstände 48c und 48d zu entfernen und die Operation in einen Zustand zu bringen, dass keinerlei Erfassung auf der Seite des Komparators 47a durchgeführt werden kann.
  • Das Torelement 56a generiert ein Steuersignal A13 als eine UND-Ausgabe, die aus einem ODER-Signal der Steuersignale A1 und A3, die durch die CPU 4c generiert werden, und der erwähnten Torsignalausgabe GT1 erhalten wird. Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44a eine Fehlerausgabe durch das vorangehende Torelement 56a generiert, ist das Steuersignal A13 derart angeordnet, um auf Logikpegel L zu sein. Das Torelement 56b generiert ein Steuersignal B13 als eine UND-Ausgabe, die aus einem ODER-Signal der Steuersignale B1 und B3, die durch die CPU 4c generiert werden, und der Torsignalausgabe GT1 erhalten wird. Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44a eine Fehlerausgabe durch das vorangehende Torelement 56b generiert, ist das Steuersignal B13 derart angeordnet, um auf Logikpegel L zu sein.
  • Das Torelement 56c und das Torelement 56d generieren Steuersignale CC1 und CC3 jeweils als eine UND-Ausgabe der Steuersignale C1 und C3, die durch die CPU 4c generiert werden, und der oben erwähnten Torsignalausgabe GT1. Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44a eine Fehlerausgabe durch diese Torelemente 56c und 56d generiert, sind die Steuersignale CC1 und CC3 derart angeordnet, um auf Logikpegel L zu sein. Gleichermaßen generieren Torelemente 57a–57d Steuersignale A24, B24, CC2, CC4 entsprechend der Operation der Elementfehlererfassungsschaltung 44b.
  • In der Steuervorrichtung eines Kraftstoffventils gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung der oben beschriebenen Anordnung setzt das Einschalten des Schlüsselschalters 2 die CPU 4c in Betrieb. Um vier Kraftstoffeinspritzventile anzusteuern, die in dem Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor angebracht sind, werden die Steuersignale A1·B1·C1, die Steuersignale A2·B2·C2, die Steuersignale A3·B3·C3 und die Steuersignale A4·B4·C4 sequenziell generiert, um zu den elektromagnetischen Solenoiden 27a–27d eingespeist zu werden. Energieeinspeisung zu den elektromagnetischen Solenoiden wird in der Reihenfolge von 27a -> 27b -> 27c -> 27d -> 27a durchgeführt. Anschließend werden die jeweiligen Steuersignale in die Steuersignale A13·B13·CC1·CC3 und A24·B24·CC2·CC4 in Übereinstimmung zu den Torelementen 56a–56d und den Torelementen 57a–57d entsprechend dem Betriebzustand sortiert und organisiert, der mit den Elementfehlererfassungsschaltungen 44a bzw. 44b in Verbindung steht.
  • Das erste Schaltelement 20a führt die schnelle Energieeinspeisung zu einem der elektromagnetischen Solenoide 27 und 27c, ausgewählt durch das dritte Schaltelement 26a oder 26c, durch. Während dieser Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung sind das Steuersignal A13 und das Steuersignal B13 auf einem Logikpegel H, und es wird eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils gestartet. Wenn das Steuersignal A13 auf Logikpegel L kommt und das erste Schaltelement 20a in AUS gebracht wird, wird eine kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c von dem zweiten Schaltelement 24a, das als Reaktion auf das Steuersignal B13 EIN ist, durchgeführt. Während dieser Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung wird eine Operation der beweglichen Sektion des Kraftstoffeinspritzventils beendet und abgeglichen.
  • Anschließend wird der Logikpegel des Steuersignals B13 abwechselnd zwischen H und L geändert, wodurch das zweite Schaltelement 24a eine EIN-AUS-Operation durchführt, wobei somit dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c ein Ventiloffenhaltestrom zugeführt wird. Dieser Ventiloffenhaltestrom wird auf einen Stromwert eingestellt, der so klein wie möglich, nicht kleiner als der minimale Stromwert, ist, der dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c ermöglicht, ein Ventil offen zu halten. Die dritten Schaltelemente 26a und 26c werden selektiv leitend gemacht, um als Reaktion auf die Steuersignale CC1 und CC3 gesteuert zu werden, und derart angeordnet, um einen übermäßigen Übergangsdämpfungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode schnell abzuschwächen oder eine Ventilschließoperationsverzögerung wegen einem allmählichen Übergangsdämpfungsstrom zu reduzieren, wobei ermöglicht wird, eine schnelle Ventilschließoperation durchzuführen.
  • Gleichermaßen führt das erste Schaltelement 20b eine schnelle Energieeinspeisung zu einem der elektromagnetischen Solenoide 27b und 27d durch, der durch das dritte Schaltelement 26b oder 26d ausgewählt wird. Während dieser Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung kommt das Steuersignal A24 auf Logikpegel H, um eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils zu starten. Wenn das Steuersignal A24 auf Logikpegel L kommt und das erste Schaltelement 20b in AUS gebracht wird, kommt das Steuersignal B24 auf Logikpegel H und das zweite Schaltelement 24b wird leitend gemacht, wodurch die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d durchgeführt wird. Während dieser Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung wird eine Operation der beweglichen Sektion des Kraftstoffeinspritzventils beendet und abgeglichen.
  • Anschließend wird der Logikpegel des Steuersignals B24 abwechselnd zwischen H und L geändert, wodurch das zweite Schaltelement 24b eine EIN-AUS-Operation durchführt, wobei somit dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d ein Ventiloffenhaltestrom zugeführt wird. Dieser Ventiloffenhaltestrom wird auf einen Stromwert eingestellt, der so klein wie möglich, nicht kleiner als der minimale Stromwert, ist, der dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d ermöglicht, ein Ventil offen zu halten. Die dritten Schaltelemente 26b und 26d werden selektiv leitend gemacht, um als Reaktion auf die Steuersignale CC2 und CC4 gesteuert zu werden, und derart angeordnet, um einen übermäßigen Übergangsdämpfungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode schnell abzuschwächen oder eine Ventilschließoperationsverzögerung wegen dem allmählichen Übergangsdämpfungsstrom zu reduzieren, wobei ermöglicht wird, eine schnelle Ventilschließoperation durchzuführen.
  • Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44a eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20a, des zweiten Schaltelements 24a oder des dritten Schaltelements 26a oder 26c durchführt, und ein Logikpegel der Torsignalausgabe GT1 auf L kommt, kommen die Steuersignale A13·B13·CC1·CC3 ebenso auf Logikpegel L. Somit kommen alle Elemente, die nicht in einem Zustand eines Kurzschlussfehlers sind, unter dem ersten Schaltelement 20a, zweiten Schaltelement 24a und dritten Schaltelementen 26a und 26c, in einen Zustand einer Nicht-Leitung, und eine Operation eines Paars der Kraftstoffeinspritzventile, die in regelmäßigen Intervallen Ventilöffnungsoperationen abwechselnd durchführen, wird gestoppt.
  • Operationen der elektromagnetischen Solenoide 27a b und 27d jedoch, die das andere Paar der Kraftstoffeinspritzventile ansteuern, werden durch das erste Schaltelement 20b, das zweite Schaltelement 24b und die dritten Schaltelemente 26b und 26d fortgesetzt, wobei dadurch eine Evakuierungsoperation ermöglicht wird. Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44a eine Kurzschlussfehlerbestimmung oder eine Unterbrechungsfehlerbestimmung bezüglich des ersten Schaltelements 20a, des zweiten Schaltelements 24a oder der dritten Schaltelemente 26a oder 26c durchführt und die Fehlersignalausgabe ER1 generiert, kommt des weiteren die Alarmanzeige 33 dazu, mittels der CPU 4c betrieben zu werden.
  • Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44b im Gegensatz dazu eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20b, des zweiten Schaltelements 24b oder des dritten Schaltelements 26a oder 26c durchführt und ein Logikpegel der Torsignalausgabe GT2 auf L kommt, kommen die Steuersignale A24·B24·CC2·CC4 ebenso auf Logikpegel L. Somit werden alle die Elemente, die nicht in einem Zustand eines Kurzschlussfehlers sind, unter dem ersten Schaltelement 20b, zweiten Schaltelement 24b und dritten Schaltelementen 26b und 26d in Nicht-Leitung gebracht, und eine Operation eines Paars der Kraftstoffeinspritzventile, die abwechselnd in regelmäßigen Intervallen Ventilöffnungsoperationen durchführen, wird gestoppt.
  • Operationen der elektromagnetischen Solenoide 27a b und 27c, die das andere Paar von Kraftstoffeinspritzventilen ansteuern, werden jedoch durch das erste Schaltelement 20a, das zweite Schaltelement 24a und dritte Schaltelemente 26a und 26c fortgesetzt, wobei dadurch eine Evakuierungsoperation ermöglicht wird. Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44b eine Kurzschlussfehlerbestimmung oder eine Unterbrechungsfehlerbestimmung für das erste Schaltelement 20b, das zweite Schaltelement 24b oder dritte Schaltelemente 26b oder 26d durchführt und die Fehlersignalausgabe ER2 ausgibt, kommt des weiteren die Alarmanzeige 33 dazu, mittels der CPU 4c betrieben zu werden.
  • Wenn ein beliebiger Kurzschlussfehler in entweder dem ersten Schaltelement 20a oder 20b auftritt, erfasst in dieser zweiten Ausführungsform die Elementfehlererfassungsschaltung 44a oder 44b diesen Kurzschlussfehler, und ein beliebiges Paar der dritten Schaltelemente 26a und 26c und der dritten Schaltelemente 26b und 26d kommt zu AUS. Als ein Ergebnis wird eine Evakuierungsoperation unter Verwendung des elektromagnetischen Solenoids auf der Seite des verbleibenden Paars von Schaltelementen ausgeführt. In dem Fall, wo eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 unmöglich wird oder ein Unterbrechungsfehler derart auftritt, dass das erste Schaltelement 20a oder 20b nicht fähig ist, leitend zu sein, werden des Weiteren alle elektromagnetischen Solenoide 27a–27d mittels der Hauptenergieversorgung 1, des zweiten Schaltelements 24a oder 24b und der dritten Schaltelemente 26a–26d in Betrieb gesetzt, um schließlich zum Ausführen einer Evakuierungsoperation fähig zu sein. Da jedoch irgendeine Verzögerung in einer Operationsreaktion des Kraftstoffeinspritzventils in der Evakuierungsoperation auftritt, kann eine Kraftstoffeinspritzung mit einer genauen Menge nicht durchgeführt werden. Außerdem arbeitet die Alarmanzeige 33 auch als Reaktion auf die Fehlersignalausgabe ER entsprechend Schritt 306 und Schritt 319 von 3, gezeigt in der vorangehenden ersten Ausführungsform, anders als die erwähnten Fehlersignalausgaben ER1 und ER2.
  • Wie oben beschrieben, werden in dieser dritten Ausführungsform das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und Stromerfassungsmittel in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzventile, die abwechselnd in regelmäßigen Intervallen arbeiten, gemeinsam genutzt oder gemeinsam verwendet, wodurch ermöglicht wird, eine Anzahl von Teilen zu reduzieren und eine Vorrichtung kleinerer Größe zu erreichen. Wenn irgendein Problem in irgend einem Paar der Schaltelemente auftritt, wird außerdem jedes Schaltelement bezüglich des Paars auf der Seite eines Auftretens des Problems in AUS gebracht, wobei dadurch ermöglicht wird, unter Verwendung des verbleibenden Paars eine Evakuierungsoperation auszuführen. Folglich ist es möglich, den elektromagnetischen Solenoid des Kraftstoffeinspritzventils auf der Seite eines Auftretens des Problems vor z. B. Ausbrennen zu schützen und einen Fahrer über das Problem zu informieren.
  • Ausführungsform 4.
  • 9 und 10 dienen zur Erläuterung einer Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 9 ist ein allgemeines Schaltungsdiagramm zum Erläutern eines Aufbaus, und 10 zeigt einen Aufbau einer Fehlererfassungsschaltung. Das allgemeine Schaltungsdiagramm von 9 zeigt einen ansteuernden elektromagnetischen Solenoid eines Kraftstoffeinspritzventils, vorgesehen für jeweilige Zylinder eines Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors. Dieser ansteuernde elektromagnetische Solenoid ist derart angeordnet, dass ein Paar von Kraftstoffeinspritzventilen, die keine benachbarte Ventilöffnungsoperation durchführen, erste und zweite Schaltelemente und einen Stromerfassungswiderstand gemeinsam verwenden. Ferner sind die ersten und zweiten Schaltelemente in Reihe verbunden, wie in 4 der vorangehenden zweiten Ausführungsform gezeigt.
  • Wie in 9 gezeigt, wird auch in dieser vierten Ausführungsform elektrische Energie zu einer CPU 4d von der Konstantspannungsenergieversorgung 3 zugeführt. Die CPU 4d ist mit einem nicht-flüchtigen Speicher NEM, wie etwa einem Flash-Speicher, einem RAM für eine Operationsbearbeitung und einem AD-Wandler zum Konvertieren eines analogen Eingabesignals in ein digitales Signal versehen. Auf die gleiche Art und Weise wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform ist ferner eine Eingabesensorgruppe, nicht gezeigt, mit der CPU 4d verbunden. Diese Eingabesensorgruppe besteht aus einer großen Anzahl von EIN-/AUS-Sensoren und analogen Sensoren, wie etwa einem Rotationssensor eines Verbrennungsmotors, einem Kurbelwinkelsensor, einem Luftstromsensor, einem Zylinderdrucksensor, einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, einem Kühlwassertemperatursensor.
  • Die CPU 4c generiert Steuersignale A1·B1·C1, A2·B2·C2, A3·B3·C3, A4·B4·C4 individuell für jeden Zylinder als Reaktion auf Erfassungssignale von der erwähnten Eingabesensorgruppe und einen Programminhalt des erwähnten nicht-flüchtigen Speichers MEM. Z. B. sind in dem Fall eines Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors vier Kraftstoffeinspritzventile angebracht. In 9 sind jedoch die elektromagnetischen Solenoide 27a–27d, die einen Ventilkörper von jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen ansteuern, vorgesehen, sodass zwei Kraftstoffeinspritzventile, die eine Ventilöffnungsoperation nicht benachbart durchführen, ein Paar bilden können. Die elektromagnetischen Solenoide der vier Kraftstoffeinspritzventile führen eine Ventilöffnungsoperation in einer Reihenfolge von 27a -> 27b -> 27c -> 27d -> 27a durch.
  • Die Hilfsenergieversorgung 6 hat den gleichen Aufbau und Operation wie die, die unter Bezug auf 1 der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben wird. Eine Ausgabe einer schnellen Energieeinspeisung von der Hilfsenergieversorgung 6 wird den elektromagnetischen Solenoiden 27a und 27c ebenso wie den elektromagnetischen Solenoiden 27b und 27d über die ersten Schaltelemente 20c und 20d ebenso wie die zweiten Schaltelemente 24c und 24d zugeführt, die zu den ersten Schaltelementen 20c und 20d in Reihe verbunden sind. Die ersten Schaltelemente 20c und 20d und die zweiten Schaltelemente 24c und 24d bestehen alle aus Leistungstransistoren eines bipolaren Typs oder eines Feldeffekttyps. Dann werden die ersten Schaltelemente 20c und 20d als Reaktion auf Steuersignale A13 und A24 über Basiswiderstände 17c und 17d, Ansteuerwiderstände 18c und 18d und Ansteuerwiderstände 19c und 19d angesteuert.
  • Das Steuersignal A13 entspricht einem ODER der erwähnten Steuersignale A1 und A3. Wenn das Steuersignal A13 auf Logikpegel H kommt, wird das erste Schaltelement 20c über den Ansteuertransistor 18c leitend gemacht, und eine hohe Spannung von der Hilfsenergieversorgung 6 wird an den elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c über das zweite Schaltelement 24c angelegt. Das Steuersignal A24 entspricht einem ODER der Steuersignale A2 und A4. Wenn das Steuersignal A24 auf Logikpegel H kommt, wird das erste Schaltelement 20d über den Ansteuertransistor 18d leitend gemacht, und eine hohe Spannung der Hilfsenergieversorgung 6 wird an den elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d über ein zweites Schaltelement 24d angelegt.
  • Die zweiten Schaltelemente 24c und 24d werden als Reaktion auf Steuersignale B13 und B24 über die Basiswiderstände 21c und 21d, Ansteuertransistoren 22c und 22d und Ansteuerwiderstände 23c und 23d angesteuert. Die zweiten Schaltelemente 24c und 24d werden verbunden, sodass die kontinuierliche Energieeinspeisung von der Hauptenergieversorgung 1 zu den elektromagnetischen Solenoiden 27a und 27c ebenso wie zu den elektromagnetischen Solenoiden 27b und 27d über Rückflussverhinderungsdioden 40c und 40d durchgeführt werden kann. Ein Steuersignal B13 entspricht einem ODER von Steuersignalen B1 und B3. Wenn dieses Steuersignal B13 auf Logikpegel H kommt, wird das zweite Schaltelement 24c über den Ansteuertransistor 22c leitend gemacht, und die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c wird durchgeführt. Ein Steuersignal B24 entspricht einem ODER von Steuersignalen B2 und B4. Wenn das Steuersignal B24 auf Logikpegel H kommt, wird das zweite Schaltelement 24b über den Ansteuertransistor 22d leitend gemacht, und die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d wird durchgeführt.
  • Die dritten Schaltelemente 26a–26d bestehen aus Leistungstransistoren eines bipolaren Typs oder eines Feldeffekttyps mit einer Unterbrechungsspannungsbegrenzungsfunktion, die größer als die maximale Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung 6 ist. Die dritten Schaltelemente 26a und 26c sind mit einem Stromerfassungswiderstand 29c verbunden. Der elektromagnetische Solenoid 27a, das dritte Schaltelement 26a und der Stromerfassungswiderstand 29c bilden eine serielle Schaltung. Ferner bilden der elektromagnetische Solenoid 27c, das dritte Schaltelement 26c und der Stromerfassungswiderstand 29c eine serielle Schaltung. Eine Verbindungsdiode 30c ist mit diesen seriellen Schaltungen parallel verbunden. Die dritten Schaltelemente 26a und b 26c werden als Reaktion auf Steuersignale CC1 und CC3 über Ansteuerwiderstand 58a und 58c angesteuert.
  • Die dritten Schaltelemente 26b und 26d sind mit dem Stromerfassungswiderstand 29d verbunden. Der elektromagnetische Solenoid 27b, das dritte Schaltelement 26b und der Stromerfassungswiderstand 29d bilden eine serielle Schaltung. Außerdem bilden der elektromagnetische Solenoid 27d, das dritte Schaltelement 26d und der Stromerfassungswiderstand 29d eine serielle Schaltung. Eine Verbindungsdiode 30d ist mit diesen seriellen Schaltungen parallel verbunden. Ferner werden die dritten Schaltelemente 26b und 26d als Reaktion auf Steuersignale CC2 und CC4 über Ansteuerwiderstände 28b und 58d angesteuert. Wenn die Steuersignale CC1–CC4 auf Logikpegel H kommen, werden die dritten Schaltelemente 26a–26d in EIN gebracht, was es ermöglicht, die Energieeinspeisung zu den elektromagnetischen Solenoiden 27a–27d von der Hauptenergieversorgung 1 oder der Hilfsenergieversorgung 6 durchzuführen.
  • Eine Anodenseite einer Diode 59a ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem elektromagnetischen Solenoid 27a und dem dritten Schaltelement 26a verbunden, und eine Anodenseite einer Diode 59c ist mit einem Verbindungspunkt zwischen den elektromagnetischen Solenoid 27c und dem dritten Schaltelement 26c verbunden. Die Diode 59a und die Diode 59c sind an deren Kathodenseiten verbunden, und spannungsteilende Widerstände 60a und 61a sind mit diesem Verbindungspunkt verbunden, und ein Signal X wird zu einer Elementfehlererfassungsschaltung 44c, die später beschrieben wird, von einem Punkt einer Teilungsspannung in die spannungsteilenden Widerstände 60a und 61a ausgegeben. Gleichermaßen sind eine Diode 59b, eine Diode 59d und spannungsteilende Widerstände 60b und 61b auf der Seite des elektromagnetischen Solenoids 27b und des elektromagnetischen Solenoids 27d vorgesehen. Ein Signal Y wird zu einer Elementfehlererfassungsschaltung 44d von einem Punkt einer Teilungsspannung in die spannungsteilenden Widerstände 60b und 61b ausgegeben.
  • Ein Komparator 15d dient Steueroperationen der Hilfsenergieversorgung 6. Ein Eingangswiderstand 45 ist mit einem Eingangsanschluss der negativen Seite des Komparators 15d verbunden, und ein weiterer Eingangswiderstand 46 ist zwischen dem Eingangsanschluss der positiven Seite des Komparators 15d und dem Schlüsselschalter 2 verbunden. Signale von dem Ausgangsanschluss der ersten Schaltelemente 20c und 20d werden zu dem Eingangsanschluss der negativen Seite über den Eingangswiderstand 45 und Dioden 47c und 47d eingegeben. Ein Ausgangsanschluss des Komparators 15d wird zu einer Torschaltung, nicht gezeigt, der Hilfsenergieversorgung 6 eingegeben. Eine Anordnung ist derart, dass wenn das erste Schaltelement 20c oder 20d als Reaktion auf Signal A13 oder Signal A24 in EIN gebracht wird, und die schnelle Energieeinspeisung durchgeführt wird, ein Ausgabelogikpegel des Komparators 15d auf L kommt und eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 gestoppt wird.
  • Ein Strom, der durch den elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c und den elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d fließt, wird durch Stromerfassungswiderstände 29c und 29d erfasst. Eine Spannung über den Stromerfassungswiderständen 29c und 29d wird zu Verstärkerschaltungen 43c bzw. 43d eingegeben, und eine Ausgabe von den Verstärkerschaltungen 43c und 43d wird zu Elementfehlererfassungsschaltungen (Mitteln) 44c und 44d eingegeben. Ausgabesignale AN13 und AN24 von den Verstärkerschaltungen 43c und 43d, und Fehlersignalausgaben ER1 und ER2 von den Elementfehlererfassungsschaltungen 44c und 44d werden zu der CPU 4d eingegeben. Eine Generierung der Fehlersignalausgaben ER1 und ER2 veranlasst die Alarmanzeige 33, die durch die CPU 4d angesteuert wird, auf diese Signale zu reagieren, zu arbeiten und den Alarm anzuzeigen.
  • Es wird nun jedes Steuersignal beschrieben, das in 9 gezeigt wird. Steuersignale A1–A4 machen das erste Schaltelement 20a oder 20d leitend, um eine schnelle Energieeinspeisung durchzuführen, ebenso wie eine Ladeoperation der Hilfsenergieversorgung 6 während der schnellen Energieeinspeisung zu stoppen. Steuersignale B1–B4 machen das zweite Schaltelement 24c oder 24d leitend, um die schnelle Energieeinspeisung und die nachfolgende kontinuierliche Energieeinspeisung durchzuführen, ebenso wie eine EIN-/AUS-Verhältnis-Steuerung zu implementieren, um eine Ventiloffenhaltesteuerung durchzuführen. Steuersignale C1–C4 bringen die dritten Schaltelemente 26a–26d selektiv zu einem Zeitpunkt eines Logikpegels, der H ist, ebenso wie sie die dritten Schaltelemente 26a–26d in einen Zustand eines Leerlaufs zu dem Zeitpunkt eines Logikpegels L bringen, um eine Unterbrechung bei einer hohen Geschwindigkeit durchzuführen. Eine Vorbereitung des Programms, das in dem Flussdiagramm von 6 der zweiten Ausführungsform für jeweils vier elektromagnetische Solenoide gezeigt wird, und eine Speicherung des Programms in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher MEM der CPU 4d erreichen Operationen dieser Steuersignale.
  • Nun wird das Paar von Elementfehlererfassungsschaltungen (Mitteln) 44a und 44b, die eine identische Schaltung bilden, detailliert mit Bezug auf 10 beschrieben, wobei die Elementfehlererfassungsschaltung 44c als eine typische genommen wird. Bezugnehmend auf 10 inkludiert die Elementfehlererfassungsschaltung 44c: einen Komparator 47a, der in Bezug auf die ersten Schaltelemente 20c und 20d oder die dritten Schaltelemente 26a–26d als ein Kurzschlussfehlererfassungsmittel agiert; einen Komparator 50a, der mit Bezug auf die zweiten Schaltelemente 24c und 24d als ein Kurzschlussfehlererfassungsmittel agiert; einen Komparator 47b, der mit Bezug auf die ersten Schaltelemente 20c und 20d als ein Unterbrechungsfehlererfassungsmittel agiert; und ODER-Elemente 54a und 54b oder Speicherelemente 55a und 55b; die die gleichen wie die Elementfehlererfassungsschaltung 44a in der vorangehenden von 8 beschriebenen gemäß der dritten Ausführungsform sind. 10 unterscheidet sich von 8 nur in dem Aspekt eines Aufbaus des Unterbrechungsfehlererfassungsmittels, das durch den Komparator 50b von 8 durchgeführt wird.
  • Diese vierte Ausführungsform ist derart angeordnet, dass selbst wenn das erste Schaltelement 20c oder 20d dazu kommt, in einem Zustand eines Kurzschlussfehlers zu sein, der Komparator 50a den Kurzschlussfehler des ersten Schaltelements 20c oder 20d nicht erfasst, da eine Ventiloffenhaltesteuerung mittels des zweiten Schaltelements 24c oder 24d vorgenommen werden kann. Das ODER-Element 62c wird zu dem Steuersignal C1 und C3 eingegeben. Eine Erfassungsschaltung einer fallenden Flanke 63 erfasst, dass sich eine Ausgabe von dem ODER-Element 62 von Logikpegel H auf L geändert hat. Das Speicherelement 55c besteht aus z. B. einer Flip-Flop-Schaltung und wird gesetzt, wenn die Erfassungsschaltung einer fallenden Flanke 63 ein Signal einer fallenden Flanke ausgibt. Das erwähnte Speicherelement 55c wird als Reaktion auf eine geteilte Spannung zurückgesetzt, die durch die spannungsteilenden Widerstände 60a und 61a, die in 9 beschrieben werden, vorgesehen wird, d. h. als Reaktion auf ein Signal X. Der Timer 52c generiert eine Unterbrechungsfehlerbestimmungsausgabe, wenn eine gesetzte Ausgabe des Speicherelements 55c auf Logikpegel H über nicht kürzer als eine kurze vorbestimmte Zeitperiode ist.
  • Wie in der vorangehenden zweiten Ausführungsform beschrieben und in der Charakteristik (g) von 5 gezeigt, wird in dem Fall, wo sich das Steuersignal C von Logikpegel H auf L geändert hat, eine Induktionsstoßspannung wegen einer Induktivität eines elektromagnetischen Solenoids generiert, wie in der Charakteristik (h) von 5 gezeigt wird. Entsprechend wird die oben erwähnte Stoßspannung geteilt, als ein Signal X angelegt und zurückgesetzt, unmittelbar nachdem das Speicherelement 55c mittels der Erfassungsschaltung einer fallenden Flanke 63 gesetzt wurde. Deshalb ist es eine extrem kurze Zeitperiode, die das Speicherelement 55c eine gesetzte Ausgabe generiert, und der Timer 52c kann den Unterbrechungsfehler mit dieser momentanen gesetzten Ausgabe nicht erfassen.
  • In einem Fall eines Auftretens eines derartigen Unterbrechungsfehlers jedoch, dass das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement nicht eingeschaltet werden können, oder des Unterbrechungsfehlers in irgendeiner Verdrahtung für das Kraftstoffeinspritzventil kann ein beliebiges Stoßspannungssignal, reagierend auf das Ausgabesignal X von einem Verbindungspunkt der spannungsteilenden Widerstände 60a und 61a (oder ein Ausgabesignal Y von einem Unterbrechungspunkt der spannungsteilenden Widerstände 60a und 61a), nicht erhalten werden. Deshalb wird das Speicherelement 55c nicht zurückgesetzt und verbleibt mittels der Erfassungsschaltung einer fallenden Flanke 63 als gesetzt. Als ein Ergebnis wird der Unterbrechungsfehler mittels des Speicherelements 55c über das ODER-Elemente 54b gespeichert.
  • Auf diese Art und Weise funktioniert die Elementfehlererfassungsschaltung 44c in 9, um folgendes auszuführen: eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20a und eine Kurzschlussfehlerbestimmung der dritten Schaltelemente 26a und 26c mittels des Komparators von 10; eine Kurzschlussfehlerbestimmung des zweiten Schaltelements 24c mittels des Komparators 50a; eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20c und eine Hochstuffehlerbestimmung der Hilfsenergieversorgung 6 mittels des Komparators 47b; und eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des zweiten Schaltelements 24c oder der dritten Schaltelemente 26a und 26c mittels des Speicherelements 55c. Bei Bestimmung gibt die Elementfehlererfassungsschaltung 44c das Fehlersignal ER1 aus.
  • Gleichermaßen funktioniert die Elementfehlererfassungsschaltung 44d, um folgendes auszuführen: eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20d und eine Kurzschlussfehlerbestimmung der dritten Schaltelemente 26b und 26d mittels des Komparators 47a von 10; eine Kurzschlussfehlerbestimmung des zweiten Schaltelements 24d mittels des Komparators 50a; eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20d oder eine Hochstuffehlerbestimmung der Energieversorgung 6 mittels des Komparators 47b; und eine Unterbrechungsfehlerbestimmung des zweiten Schaltelements 24d und des dritten Schaltelementes 26b und 26d mittels des Speicherelements 55c. Bei Bestimmung gibt die Elementfehlererfassungsschaltung 44c das Fehlersignal ER2 aus.
  • Wie oben beschrieben, ist die Anordnung gemäß dieser vierten Ausführungsform in dem folgenden Aspekt die gleiche wie die in 7 gemäß der vorangehenden dritten Ausführungsform. D. h. in dieser Anordnung werden, wenn ein beliebiger Kurzschlussfehler der ersten Schaltelemente 20c und 20d, oder der zweiten Schaltelemente 24c und 24d und der dritten Schaltelemente 26a–26d mittels der Elementfehlererfassungsschaltungen 44c und 44d erfasst wird, die Torelemente 56a–56d oder 57a–57d in Betrieb gesetzt, und es werden die Steuersignale A13, B13, CC1, CC3 und A24, B24, CC2, Cc4 generiert. Es ist jedoch möglich, dass die Torelemente 56a und 57a entfernt werden, das Steuersignal A13 einfach veranlasst wird, eine ODER-Ausgabe von Steuersignalen A2 und A3 zu sein, und das Steuersignal A24 einfach veranlasst wird, eine ODER-Ausgabe der Steuersignale A2 und A4 zu sein. Ferner ist die Anordnung gemäß dieser vierten Ausführungsform auch in dem folgenden Aspekt die gleiche wie die in 7 gemäß der vorangehenden dritten Ausführungsform. D. h. in dieser Anordnung wird, wenn ein beliebiger Kurzschlussfehler oder Unterbrechungsfehler der ersten Schaltelemente 20c und 20d, der zweiten Schaltelemente 24c und 24d oder der dritten Schaltelemente 26a–26d erfasst wird, das Fehlersignal ER1 oder ER2 ausgegeben, und die CPU 4d veranlasst die Alarmanzeige 33 zu arbeiten.
  • In der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung mit der oben erwähnten Anordnung setzt ein EIN des Schlüsselschalters 2 die CPU 4d in Betrieb. Um vier Kraftstoffeinspritzventile anzusteuern, die in einem Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor angebracht sind, werden Steuersignale A1·B1·C1, Steuersignale A2·B2·C2, Steuersignale A3·B3·C3 und Steuersignale A4·B4·C4 in einer Folge in Bezug auf die elektromagnetischen Solenoide 27a–27d generiert. Die Energieeinspeisung zu den elektromagnetischen Solenoiden wird in einer Reihenfolge von 27a -> 27b -> 27c -> 27d -> 27a durchgeführt. Dann werden jeweilige Steuersignale in die Steuersignale A13·B13·CC1·CC3 und A24·B24·CC2·CC4 durch die Torelemente 56a–56d und die Torelemente 57a–57d, die auf einen Betriebszustand reagieren, der mit den Elementfehlererfassungsschaltungen 44c und 44d in Verbindung steht, sortiert und organisiert.
  • Das erste Schaltelement 20c führt die schnelle Energieeinspeisung zu einem von dem elektromagnetischen Solenoid 27a und 27c durch, ausgewählt durch das dritte Schaltelement 26a oder 26c in Zusammenarbeit mit dem zweiten Schaltelement 24c. Während dieser Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung veranlasst das Steuersignal A13, das auf einem Logikpegel H ist, eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils zu starten. Während das erste Schaltelement 20c AUS ist ebenso wie das zweite Schaltelement EIN ist, ist ein Logikpegel des Steuersignals B13 kontinuierlich H, wodurch die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c durchgeführt wird. Während dieser Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung wird eine Operation der beweglichen Sektion des Kraftstoffeinspritzventils beendet und abgeglichen.
  • Anschließend wird ein Logikpegel des Steuersignals B13 abwechselnd zwischen H und L geändert, und das zweite Schaltelement 24c führt eine intermittierende Operation durch, wodurch ein Ventiloffenhaltestrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c zugeführt wird. Ein Wert dieses Ventiloffenhaltestroms wird auf einen Stromwert so klein wie möglich, nicht kleiner als der minimale Stromwert, eingestellt, was dem elektromagnetischen Solenoid 27a oder 27c ermöglicht, ein Ventil offen zu halten. Die dritten Schaltelemente 26a und 26c sind Gegenstand einer selektiven Leitungssteuerung als Reaktion auf Steuersignale CC1 und CC3 und schwächen einen übermäßigen Übergangsdämpfungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode schnell ab oder reduzieren eine Ventilschließoperationsverzögerung wegen einem allmählichen Übergangsdämpfungsstrom, um die schnelle Ventilschließoperation durchzuführen.
  • Das erste Schaltelement 20d führt die schnelle Energieeinspeisung zu einem von dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d durch, ausgewählt durch das dritte Schaltelement 26b oder 26d in Zusammenarbeit mit dem zweiten Schaltelement 24d. Während dieser Zeitperiode der schnellen Energieeinspeisung ist das Steuersignal A24 auf Logikpegel H, um eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils zu starten. Während dieser Zeitperiode, wenn das erste Schaltelement 20d AUS ist, ebenso wie das zweite Schaltelement 24d EIN ist, besteht ein Logikpegel des Steuersignals B24 auf H fort, wodurch die kontinuierliche Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d durchgeführt wird. Während dieser Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung wird eine Operation der beweglichen Sektion des Kraftstoffeinspritzventils beendet und abgeglichen.
  • Anschließend wird ein Logikpegel des Steuersignals B24 abwechselnd zwischen H und L geändert, und das zweite Schaltelement 24d führt eine intermittierende Operation durch, wodurch ein Ventiloffenhaltestrom zu dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d zugeführt wird. Ein Wert dieses Ventiloffenhaltestroms wird auf einen Stromwert so klein wie möglich, nicht kleiner als der minimale Stromwert, eingestellt, der dem elektromagnetischen Solenoid 27b oder 27d ermöglicht, ein Ventil offen zu halten. Die dritten Schaltelemente 26b und 26d sind Gegenstand einer selektiven Leitungssteuerung als Reaktion auf die Steuersignale CC2 und CC4 und schwächen einen übermäßigen Übergangsdämpfungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode schnell ab oder reduzieren eine Ventilschließoperationsverzögerung wegen einem allmählichen Übergangsdämpfungsstrom, um die schnelle Ventilschließoperation durchzuführen.
  • Wenn die Elementfehlererfassungsschaltung 44c eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20c, des zweiten Schaltelements 24c oder des dritten Schaltelements 26a oder 26c durchführt und die Torsignalausgabe GT1 generiert, kommen die Steuersignale A13·B13·CC1·CC3 auf Logikpegel L. Ferner werden die Elemente, die unter dem ersten Schaltelement 20c, dem zweiten Schaltelement 24c und den dritten Schaltelementen 26a und 26c nicht in einem Zustand des Kurzschlussfehlers sind, nicht-leitend gemacht, um die Operation eines Paars der Kraftstoffeinspritzventile zu stoppen, die eine Ventilöffnungsoperation abwechselnd in regelmäßigen Intervallen durchführen. Die elektromagnetischen Solenoide 27b und 27d, die das andere Paar von den Kraftstoffeinspritzventilen ansteuern, setzen jedoch eine Operation mittels des ersten Schaltelements 20d, des zweiten Schaltelements 24d und der dritten Schaltelemente 26b und 26d fort, wobei somit eine Evakuierungsoperation ermöglicht wird.
  • Wenn im Gegensatz dazu die Elementerfassungsschaltung 44d die Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements 20d, des zweiten Schaltelements 24d oder des dritten Schaltelements 26b oder 26d durchführt und das Torsignal GT2 ausgibt, kommen die Steuersignale A24·B24·CC2·CC4 auf Logikpegel L. Ferner werden die Elemente, die unter dem ersten Schaltelement 20d, dem zweiten Schaltelement 24d und den dritten Schaltelementen 26b und 26d nicht in einem Zustand des Kurzschlussfehlers sind, nicht-leitend gemacht, um die Operation eines Paars der Kraftstoffeinspritzventile zu stoppen, die eine Ventilöffnungsoperation abwechselnd in einem regelmäßigen Intervall durchführen. Die elektromagnetischen Solenoide 27a und 27c, die das andere Paar der Kraftstoffeinspritzventile ansteuern, setzen jedoch eine Operation mittels des ersten Schaltelements 20c, des zweiten Schaltelements 24c und der dritten Schaltelemente 26a und 26c fort, wobei somit eine Evakuierungsoperation ermöglicht wird.
  • Wenn in dieser vierten Ausführungsform ein beliebiger Kurzschlussfehler in einem von den ersten Schaltelementen 20c und 20d auftritt, wird eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 durch die Wirkung des Komparators 15d gestoppt um zu verhindern, das an dem elektromagnetischen Solenoid kontinuierlich eine übermäßige Spannung angelegt wird. Ferner bewirken Operationen, die durch die Hauptenergieversorgung 1, das zweite Schaltelement 24c oder 24d und die dritten Schaltelemente 26a–26d vorgesehen werden, dass alle elektromagnetischen Solenoide 27a–27d arbeiten, wobei somit eine Evakuierungsoperation ermöglicht wird. Entsprechend ist es auch wünschenswert, dass die spannungsteilenden Widerstände 48c und 48d in der Differenzialschaltung 48 in 10 ausgeschlossen sind, derart, um nicht den Kurzschlussfehler in den ersten Schaltelementen 20c und 20d zu erfassen.
  • Selbst in dem Fall, wo eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 unmöglich wird, oder ein beliebiger Unterbrechungsfehler derart auftritt, dass das erste Schaltelement 20c oder 20d nicht fähig ist leitend zu sein, werden außerdem alle elektromagnetischen Solenoide 27a–27d mittels der Hauptenergieversorgung 1, des zweiten Schaltelements 24c oder 24d und der dritten Schaltelemente 26a–26d in Betrieb gesetzt, wobei somit ermöglicht wird, eine Evakuierungsoperation durchzuführen. Da jedoch irgendeine Verzögerung in einer Operationsreaktion des Kraftstoffeinspritzventils in diesen Evakuierungsoperationen auftritt, kann eine Kraftstoffeinspritzung mit einem genauen Betrag nicht durchgeführt werden. Außerdem arbeitet die Alarmanzeige 33 auch als Reaktion auf eine Fehlersignalausgabe ER entsprechend dem Schritt 607 und dem Schritt 621 von 6, anders als die oben erwähnten Fehlersignalausgaben ER1 und ER2.
  • Wie oben beschrieben, macht es diese vierte Ausführungsform möglich, eine Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils zu erhalten, die die Vorteile, die in der vorangehenden zweiten Ausführungsform beschrieben werden, ebenso wie jene, die in der dritten Ausführungsform beschrieben werden, besitzt.
  • Wie aus den obigen Beschreibungen verstanden wird, wird in der Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der Erfindung die Minimalspannung Vpmin an dem Ende der schnellen Energieeinspeisung mittels der Hilfsenergieversorgung 6 auf einen Wert eingestellt, der größer als die Maximalspannung Vb der Hauptenergieversorgung 1 ist, derart, um zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung mit einer stabilen Charakteristik fähig zu sein, selbst wenn eine Schwankung in der Hauptenergieversorgungsspannung auftritt. Um die Maximalspannung und den Maximalstrom zu unterdrücken, die an die elektromagnetischen Solenoide, Schaltelemente oder dergleichen angelegt werden, wird eine Spannungsverteilung von drei hierarchischen Stufen einer Spannung einer schnellen Energieeinspeisung, worin die Spannung einer schnellen Energieeinspeisung und die Spannung einer Hauptenergieversorgung angelegt werden, einer Spannung einer kontinuierlichen Energieeinspeisung und einer Ventiloffenhaltespannung geeignet hergestellt. In dem Fall, wo die elektromagnetischen Solenoide direkt von der Hauptenergieversorgung 1 angesteuert werden, kann ferner eine elektromagnetische Kraft, die ermöglicht, eine Ventilöffnungsoperation des Kraftstoffeinspritzventils durchzuführen, generiert werden, selbst wenn eine Spannung der Hauptenergieversorgung der Minimalwert Vbmin ist. Mit anderen Worten gibt es eine Anordnung derart, um zum Durchführen einer Evakuierungsoperation allein durch die Hauptenergieversorgung 1 fähig zu sein, selbst wenn die Hilfsenergieversorgung 6 für die schnelle Energieeinspeisung einen Fehler aufweist.
  • Ferner wird eine Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 während der schnellen Energieversorgung gestoppt, ebenso wie eine Vielzahl von Leitungssteuerschaltelementen in Reihe zu den Kraftstoffeinspritzventilen verbunden sind. Somit gibt es eine Anordnung derart, dass in dem Fall, wo eines der Schaltelemente in einen Kurzschlussfehler kommt, das andere Schaltelement unterbrochen wird, wobei dadurch das Ausbrennen des Kraftstoffeinspritzventils verhindert wird, welches gefährlichen Kraftstoff handhabt.
  • In dem Fall einer Anwendung der Erfindung auf einen Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotor müssen sechs elektromagnetische Solenoide verwendet werden. Unter der Annahme, dass 27a, 27b, 27c, 27d, 27e, 27f jeweilige elektromagnetische Solenoide bezeichnen, und Kraftstoffeinspritzungen in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, werden drei Paare von elektromagnetischen Solenoiden der elektromagnetischen Solenoide 27a und 27d, der elektromagnetischen Solenoide 27b und 27e und der elektromagnetischen Solenoide 27c und 27f zusammengestellt. Unter Verwendung dreier erster Schaltelemente, dreier zweiter Schaltelemente und sechs dritter Schaltelemente wird es dann möglich, eine Energieeinspeisungssteuerung durchzuführen. Als ein Ergebnis einer derartigen wie oben beschriebenen Kombination überlappt sich eine Energieeinspeisungszeitperiode eines Paars der elektromagnetischen Solenoide nicht, was es möglich macht, die ersten und zweiten Schaltelemente gemeinsam zu nutzen oder gemeinsam zu verwenden. Folglich wird Vibration wegen unregelmäßiger Rotation eines Motors in der Evakuierungsoperation ohne den Zylinder in einem Fall eines Auftretens eines Fehlers unterdrückt.
  • In dem Fall einer wachsenden Abhängigkeit von der Steuerung mittels der CPU wie für die Energieeinspeisungssteuerung in Bezug auf den elektromagnetischen Solenoid ist es ein Merkmal der Erfindung, dass eine Bearbeitung einer beliebigen Änderung in einer Steuerungsspezifikation mit der Verwendung von Software einfach implementiert werden kann. Ein Steuerleistungsverhalten der CPU tendiert jedoch zu einer Verschlechterung. Somit ist es bei einer praktischen Verwendung wünschenswert, dass eine beliebige Steuerung, die für eine Reaktion mit hoher Geschwindigkeit erforderlich ist, wie etwa eine Rückkopplungssteuerung zum Offenhalten eines Ventils in Bezug auf den elektromagnetischen Solenoid, oder eine Kurzschlussfehlererfassung unter Verwendung der Hardware implementiert werden; während eine beliebige Steuerung, deren Operationsfrequenz relativ niedrig ist, wie etwa ein Schaltzeiteinstellungssignal in Bezug auf den elektromagnetischen Solenoid oder eine Fehleranzeige mit der Verwendung einer CPU implementiert wird. Es ist auch möglich, dass die CPU eine Alarmanzeige in Übereinstimmung mit Typen von aufgetretenen Fehlern durchführt, oder Historieninformation speichert, die gespeicherte Information als Wartungsverwaltungsinformation ausliest und nutzt.
  • Gemäß jeder oben beschriebenen Ausführungsform wird das zweite Schaltelement während der Zeitperiode der kontinuierlichen Energieeinspeisung vollständig leitend gemacht. Es wird jedoch eine AUS-Zeitperiode proportional einer Spannungsschwankungsskala in der Hauptenergieversorgung 1, d. h. Vbmax–Vbmin, vorgesehen. Wenn somit eine Spannung der Hauptenergieversorgung auf dem Minimalwert Vbmin ist, werden die zweiten Schaltelemente vollständig leitend gemacht, um die kontinuierliche Energieeinspeisung durchzuführen, in der ein Einfluss der Spannungsabweichung in der Hauptenergieversorgung 1 reduziert wird, wodurch ermöglicht wird, eine Wärmeerzeugung der elektromagnetischen Solenoide zu unterdrücken. Des weiteren wird in dem Fall, wo eine Spannungshochstuffunktion der Hilfsenergieversorgung 6 dazu kommt, fehlerhaft zu sein, und eine hohe Spannung für die schnelle Energieeinspeisung nicht erhalten werden kann, nicht nur eine Ventilöffnungsansteuerzeitperiode ausgedehnt, um die gesamte Spannung der Hauptenergieversorgung 1 anzulegen, sondern es wird auch eine Kraftstoffeinspritzzeitperiode verkürzt, um zum Implementieren einer derartigen Evakuierungsoperation fähig zu sein, wie in einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors niedrig ist. Insbesondere ist es in einem Verbrennungsmotor eines Typs mit elektronischer Drossel, in dem Operationen zum Öffnen und Schließen eines Luftansaugventils durch einen elektromotorischen Motor ausgeführt werden, möglich, eine sichere Evakuierungsoperation durch Unterdrückung der Öffnung des Luftansaugventils durchzuführen.
  • Obwohl die Hilfsenergieversorgung 6 die Operation zum Hochstufen einer Spannung wegen EIN-/AUS des Induktionselements durchführt, ist es möglich, dass ein Induktionselement (Transformator) einschließlich einer sekundären Wicklung an Stelle des Induktionselements eingesetzt wird, und es wird eine hohe Spannung, die in der sekundären Wicklung generiert wird, wenn ein Energieeinspeisungsstrom zu dem Induktionselement EIN/AUS ist, dem Kondensator 9 über die Diode zugeführt. Wenn irgendein Unterbrechungsfehler in dem Schaltelement auftritt, wird lediglich die Alarmanzeige 33 in Betrieb gesetzt, und es wird eine Evakuierungsoperation ohne den Zylinder in dem Zustand durchgeführt, in dem nur der Zylinder gestoppt wird, wo das Problem aufgetreten ist, wobei dadurch eine beträchtliche Verringerung einer Ausgabe von dem Verbrennungsmotor verhindert wird. Es ist jedoch auch möglich, eine Leitung zu den elektromagnetischen Solenoiden, die ein Paar bilden, zu unterbrechen, wodurch schließlich eine nicht ausgeglichene Rotationsvibration in einer Evakuierungsoperation ohne den Zylinder zum Zeitpunkt eines Auftretens des Unterbrechungsfehlers auf die gleiche Art und Weise wie zu dem Zeitpunkt eines Auftretens des Kurzschlussfehlers unterdrückt wird.
  • In der Erfindung führt die Elementfehlererfassungsschaltung eine Kurzschlussfehlerbestimmung des dritten Schaltelements durch, wenn ein Differenzialwert eines Erregungsstroms zu dem Zeitpunkt der schnellen Energieeinspeisung übermäßig groß ist; die Elementfehlererfassungsschaltung führt auch eine Kurzschlussfehlerbestimmung des ersten Schaltelements durch, wenn ein Erregungsstrom zum Zeitpunkt der schnellen Energieeinspeisung übermäßig groß ist; und die Elementfehlererfassungsschaltung bestimmt einen Kurzschlussfehler des zweiten Schaltelements, wenn ein Erregungsstrom während der Ventiloffenhaltezeitperiode übermäßig groß ist; die Elementfehlererfassungsschaltung führt ferner eine Unterbrechungsfehlerbestimmung der ersten und dritten Schaltelemente durch, wenn ein Differenzialwert eines Erregungsstroms zu dem Zeitpunkt der schnellen Energieeinspeisung; die Elementfehlererfassungsschaltung führt ferner noch eine Unterbrechungsfehlerbestimmung der zweiten und dritten Schaltelemente durch, wenn ein Erregungsstrom während der Ventiloffenhaltesteuerzeitperiode übermäßig klein ist; oder die Elementfehlererfassungsschaltung führt sogar ferner eine Unterbrechungsfehlerbestimmung der zweiten und dritten Schaltelemente durch Überwachung des Vorhandenseins oder Fehlens einer Stoßspannung durch, die zu dem Zeitpunkt einer Unterbrechung eines Erregungsstroms zu dem elektromagnetischen Solenoid bei einer hohen Geschwindigkeit generiert wird.
  • Somit ist gemäß der Erfindung eine Anordnung derart, um zum Bestimmen eines beliebigen Kurzschlussfehlers oder Unterbrechungsfehlers von jedem Schaltelement bezüglich allen von dem ersten Schaltelement, zweiten Schaltelement und einem Paar von dritten Schaltelementen fähig zu sein. Ein Fehler der Hilfsenergieversorgung 6 oder ein Unterbrechungsfehler des ersten Schaltelements kann jedoch durch Schritt 306 oder Schritt 319 von 3 oder Schritt 607 oder Schritt 621 von 6 erfasst werden; und die Hochstufoperation der Hilfsenergieversorgung 6 kann mittels des Komparators 15c oder 15d, der in 7 oder 9 gezeigt wird, zu dem Zeitpunkt eines beliebigen Kurzschlussfehlers des ersten Schaltelements gestoppt werden. Folglich ist es auch möglich, die Kurzschlussfehlererfassung oder Unterbrechungsfehlererfassung bezüglich des ersten Schaltelements in der Elementfehlererfassungsschaltung wegzulassen.
  • Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es zu verstehen, dass diese Offenlegungen dem Zweck einer Veranschaulichung dienen und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen, wie in den angefügten Ansprüchen dargelegt.

Claims (19)

  1. Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine mit einer Haupt-Energieversorgung (1) zum Ausgeben einer Spannung in einem Bereich bis zu einer maximalen Spannung (Vpmax) und mit einem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) zum Treiben des Kraftstoff-Einspritzventils, umfassend: eine Hilfs-Energieversorgung (6) zum Hochstufen der der von der Haupt-Energieversorgung (1) gelieferten Spannung in einen Bereich, dessen minimale Spannung (Vpmin) höher ist als die maximale Spannung von der Haupt-Energieversorgung (1); ein erstes Schaltelement (20, 20a~20d) zum Anlegen der Spannung von der Hilfs-Energieversorgung (6) an das elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d); ein zweites Schaltelement (24, 24a~24d) zum Anlegen der Spannung von der Haupt-Energieversorgung (1) an das elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d); ein drittes Schaltelement (26, 26a~26d), das mit dem elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d) derart verbunden ist, dass es die Stromversorgung zum elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) bei einer hohen Geschwindigkeit unterbrechen kann, wobei das dritte Schaltelement (26, 26a~26d) eine Charakteristik aufweist, welche eine Haltespannung auf einen Spannungswert begrenzt, der höher ist als die von der Hilfs-Spannungsversorgung (6) gelieferte maximale Spannung (Vpmax); eine Stromerfassungseinrichtung (29, 29a~29d) zum Erfassen des Leitungsstroms zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d); eine Ventilöffnungs-Signaleinrichtung (4a–4d) zum Empfangen einer Betriebsinformation von der Brennkraftmaschine und zum Ausgeben eines Ventilöffnungssignals (PL1) entsprechend einer Öffnungsdauer des Kraftstoff-Einspritzventils und eines Ventilöffnungs-Betriebssignals (PL2), das innerhalb eines Teils (Tk) der Öffnungsdauer des Kraftstoff-Einspritzventils wirksam ist; und eine Leitungssteuereinrichtung (16, 16b) zum Steuern einer Energiezuführung zum elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) in Abhängigkeit der Signale (PL1, PL2) von der Ventilöffnungs-Signaleinrichtung (4a~4d); wobei die Leitungssteuereinrichtung (16, 16b) eingerichtet ist zum Ausführen einer schnellen Energiezuführung von der Hilfs-Energieversorgung (6) zum elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) mittels des ersten Schaltelementes (20, 20a~20d) in Abhängigkeit von dem Ventilöffnungs-Treibersignal (PL2) von der Ventilöffnungs-Signaleinrichtung (4a~4d) innerhalb des Teiles (Tk) der Ventilöffnungsdauer, die durch das Ventilöffnungssignal (PL1) bestimmt ist; Ausführen einer kontinuierlichen Energiezuführung von der Haupt-Energieversorgung (1) zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) mittels des zweiten Schaltelementes (24, 24a~24d) in Abhängigkeit von dem Ventilöffnungs-Treibersignal (PL2) von der Ventilöffnungs-Signaleinrichtung (4a~4d) innerhalb des Teiles (Tk) der Ventilöffnungsdauer im Anschluss an die schnelle Energiezuführung; Ausführen einer Halte-Energieversorgung zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) unter einer AN/AUS-Steuerung des zweiten Schaltelementes (24, 24a~24d) durch eine Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromerfassungseinrichtung (29, 29a~29d) während der Fortdauer des Ventilöffnungssignals (PL1) erfasst wird, nachdem das Ventilöffnungs-Treibersignal (PL2) beendet ist; Unterbrechen einer Energiezuführung zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) bei hoher Geschwindigkeit mittels des dritten Schaltelementes (26, 26a~26d) unverzüglich nach dem Ende des Ventilöffnungssignals (PL2); und Beenden des Hochstufungsbetriebs der Hilfs-Energieversorgung (6) während der schnellen Energiezuführung von der Hilfs-Energieversorgung (6) an das elektromagnetische Solenoid (27, 27a~27d).
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hilfsenergieversorgung (6) ein Induktionselement (7) umfasst, zu dem elektrische Energie von der Hauptenergieversorgung (1) eingespeist wird über ein Erregungsschaltelement (10) und einen Kondensator (9) zum Laden einer Spannung, die in dem Induktionselement (7) bei Leerlauf des Erregungsschaltelements (10) generiert wird; und das Erregungsschaltelement (10) in einen AUS-Zustand gebracht wird und der Kondensator (9) ein Laden stoppt, wenn die Spannung des Kondensators (9) während einer Fortdauer des Ventilöffnungsansteuersignals (PL2) einen vorbestimmten Wert erreicht hat, der eine Summe der schnellen Energieeinspeisung und der kontinuierlichen Energieeinspeisung ist.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Erfassungsmittel für eine schnelle Energieeinspeisung zum Erfassen der schnellen Energieeinspeisung; wobei das Erfassungsmittel für eine schnelle Energieeinspeisung (15c, 15d) einen Komparator (15c, 15d) umfasst, der eine erste Spannung proportional zu einer Spannung in der Hauptenergieversorgung (1) mit einer zweiten Spannung proportional zu einer Ausgabespannung von dem ersten Schaltelement (20, 20a~20d) vergleicht und ein Erfassungssignal einer schnellen Energieeinspeisung ausgibt, wenn die zweite Spannung größer als die erste Spannung wird; und das Erregungsschaltelement (10) in einen AUS-Zustand gebracht wird, um eine Hochstufoperation als Reaktion auf eine Eingabe des Erfassungssignals einer schnellen Energieeinspeisung zu stoppen.
  4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei unter der Annahme, dass ein Haltestrom, der zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) zur Zeit der Halteenergieeinspeisung geleitet wird, Ih ist; ein Drahtwicklungswiderstand des elektromagnetischen Solenoids (27, 27a~27d) R ist; eine Haltespannung, die an den elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) zur Zeit einer Leitung des Haltestroms angelegt wird, Vh = Ih × R ist; eine Durchschnittsspannung der Hilfsenergieversorgung (6), die an den elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) zur Zeit einer Durchführung der schnellen Energieeinspeisung angelegt wird, Vpa ist; und eine Spannung der Hauptenergieversorgung (1), die an den elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) zur Zeit einer Durchführung der kontinuierlichen Energieeinspeisung angelegt wird, eine Beziehung unter jeweiligen angelegten Spannungen den folgenden Ausdruck erfüllt: (Vbmax/Vh)2 > (Vpa/Vh) > (Vbmin/Vh)2.
  5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein erstes Schaltelement (20, 20a~20d) zum Durchführen einer schnellen Energieeinspeisung von der Hilfsenergieversorgung (6) und ein zweites Schaltelement (24, 24a~24d) zum Durchführen einer kontinuierlichen Energieeinspeisung und einer Halteenergieeinspeisung von der Hauptenergieversorgung (1) parallel mit dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) verbunden sind; und eine Rückflussverhinderungsdiode (28, 28a, 40, 40c, 40d), die einen Zustrom der schnellen Energieeinspeisung verhindert, mit dem zweiten Schaltelement (24, 24a~24d) in Reihe verbunden ist.
  6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Schaltelement (20, 20a~20d) und das zweite Schaltelement (24, 24a~24d) mit dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) in Reihe verbunden sind; das erste Schaltelement (20, 20a~20d) und das zweite Schaltelement (24, 24a~24d) leitend gemacht werden, wodurch die schnelle Energieeinspeisung durchgeführt wird; und die kontinuierliche Energieeinspeisung durchgeführt wird, wenn das erste Schaltelement (20, 20a~20d) nicht leitend ist und nur das zweite Schaltelement (24, 24a~24d) weiterhin leitend ist.
  7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend ein erstes Vergleichsmittel (35a) zum Bestimmen, dass ein Leitungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d), der durch das Stromerfassungsmittel (29, 29a~29d) erfasst wird, einen ersten Schwellwert, der ein vorbestimmter Spitzenstromwert (Ia) ist, überschritten hat; wobei das erste Vergleichsmittel (35a) ein erstes Bestimmungssignal (A) ausgibt, um das erste Schaltelement (20, 20a~20d) in AUS zu bringen, wenn das erste Vergleichsmittel (35a) die Schwellwertüberschreitung bestimmt und die schnelle Energieeinspeisung beendet.
  8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Ventilöffnungsansteuersignal (PL2) als Reaktion auf das Ventilöffnungssignal (PL1) generiert und während des andauernden Ventilöffnungssignals (PL1) beendet wird; und eine kontinuierliche Energieeinspeisung mittels des zweiten Schaltelements (24, 24a~24d) an den elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) während der Fortdauer des Ventilöffnungsansteuersignals (PL2) angelegt wird, nachdem das erste Vergleichsmittel (35a) bestimmt hat, dass ein Leitungsstrom einen Schwellwert überschritten hat.
  9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein zweites Vergleichsmittel (35b) zum Bestimmen, dass ein Leitungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d), der durch das Stromerfassungsmittel (29, 29a~29d) erfasst wird, unter einen zweiten Schwellwert gefallen ist, der größer als der minimale Strom (Ie) ist, der zum Halten eines offenen Ventils des elektromagnetischen Solenoids (27, 27a~27d) erforderlich ist, und Ausgeben eines zweiten Bestimmungssignals (B); wobei das dritte Schaltelement (26, 26a~26d) AUS ist, bis ein Bestimmungssignal durch das zweite Vergleichsmittel (35b) ausgegeben wird, nachdem das Ventilöffnungsansteuersignal (PL2) aufgehört hat.
  10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Leitungssteuermittel (16b) ein Haltestromsteuermittel zum Steuern eines Stroms zur Zeit der Halteenergieeinspeisung umfasst; während einer Zeitperiode vom Ende des Ventilöffnungsansteuersignals (PL2) bis zum Ende des Ventilöffnungssignals (PL1) das Haltestromsteuermittel eine untere Grenze entsprechend einem minimalen Stromwert (Ie), der zum Halten eines offenen Ventils des Kraftstoffeinspritzventils erforderlich ist, und eine obere Grenze des Ventiloffenhaltestroms (Id), die um einen vorbestimmten Wert größer als die untere Grenze (Ie) ist, erfasst, um eine EIN-/AUS-Steuerung des zweiten Schaltelements (24, 24a~24d) durchzuführen, und ein Ventiloffenhalten des Kraftstoffeinspritzventils durchführt; und während einer Zeitperiode vom Ausgeben des Bestimmungssignals (B) durch das zweite Vergleichsmittel (35b) bis zum Ende des Ventilöffnungssignals (PL1) das dritte Schaltelement (26, 26a~26d) in einem EIN-Zustand gehalten wird.
  11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner umfassend mindestens einen von ersten und zweiten Vergleichsverstärkern (35a, 35b) zum Vergleichen von Ausgaben von dem Stromerfassungsmittel (29, 29a~29d); wobei der erste Vergleichsverstärker (35a) aus einer positiven Rückkopplungsschaltung gebildet wird, die ein Operationssignal ausgibt, wenn ein Leitungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) den ersten Schwellwert (Ia) überschreitet, wobei dadurch das erste Bestimmungssignal (A) festgesetzt wird, und ein Operationssignal in dem Fall eines Abfalls unter den zweiten Schwellwert (Ic) stoppt, wobei dadurch das zweite Bestimmungssignal (B) festgesetzt wird; der erste Vergleichsverstärker (35a) als eine Alternative des ersten Vergleichsmittels und des zweiten Vergleichsmittels agiert; der zweite Vergleichsverstärker (35b) aus einer positiven Rückkopplungsschaltung gebildet wird, die ein Operationssignal ausgibt, wenn ein Schwellwert entsprechend der oberen Grenze des Ventiloffenhaltestroms (Id) überschritten wird, und ein Operationssignal stoppt, um die EIN-/AUS-Steuerung des zweiten Schaltelements (24, 24a~24d) durchzuführen, wenn der minimale Stromwert (Ie) unterschritten wird, der zum Halten des offenen Ventils notwendig ist; und der zweite Vergleichsverstärker (35b) als eine Alternative des Haltestromsteuermittels agiert.
  12. Steuervorrichtung nach einm der Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend: Hilfsenergieversorgungsfehlererfassungsmittel (319, 621) zum Erfassen, dass eine Ausgabespannung von der Hilfsenergieversorgung (6) einen vorbestimmten Wert nicht erreicht, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, seit elektrische Energie von der Hauptenergieversorgung (1) eingeschaltet ist, und Ausgeben eines Fehlersignals (ER); und Hilfsenergieversorgungsfehlerbearbeitungsmittel (319, 621) zum Ausdehnen einer Ventilöffnungszeitperiode durch Verlegen eines Endzeitpunktes des Ventilöffnungsansteuersignals (PL2) nach hinten oder Verlegen eines Ausgabezeitpunkts des Ventilöffnungssignals (PL1) nach vorn, wenn das Hilfsenergieversorgungsfehlererfassungsmittel (320, 622) ein Fehlersignal ausgibt.
  13. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend: Fehlerbestimmungsmittel einer schnellen Energieeinspeisung (603~605) zum Durchführen einer Fehlerbestimmung, wenn ein Leitungsstrom zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) den ersten Schwellwert (Ia) nicht überschreitet, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode seit EIN des ersten Schaltelements (20, 20a~20d) abgelaufen ist; und Fehlerbearbeitungsmittel einer schnellen Energieeinspeisung (607) zum Ausdehnen einer Ventilöffnungszeitperiode durch Verlegen eines Endzeitpunktes des Ventilöffnungsansteuersignals (PL2) nach hinten oder Vorverlegen eines Ausgabezeitpunkts des Ventilöffnungssignals (PL1), wenn das Hilfsenergieversorgungsfehlererfassungsmittel ein Fehlersignal (ER) ausgibt.
  14. Steuervorrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils nach beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Kraftstoffeinspritzventil individuell an jedem Zylinder eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors vorgesehen ist; und die Hilfsenergieversorgung (6) gemeinsam als eine Energieversorgung für die schnelle Energieeinspeisung zu dem elektromagnetischen Solenoid (27, 27a~27d) einer Vielzahl der Kraftstoffeinspritzventile verwendet wird.
  15. Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Kraftstoffeinspritzventil individuell an jedem Zylinder eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors vorgesehen ist; das erste Schaltelement (20a~20d), das zweite Schaltelement (24a~24d) und das Stromerfassungsmittel (29a, 29d) in Bezug auf ein Paar von elektromagnetischen Solenoiden (27a, 27c, 27b, 27d), die eine Ventilöffnungsoperation abwechselnd in regelmäßigen Intervallen durchführen, gemeinsam verwendet werden; und das dritte Schaltelement (26a~26d) mit jedem elektromagnetischen Solenoid (27a, 27c, 27b, 27d) in Reihe verbunden ist.
  16. Steuervorrichtung nach Anspruch 15, ferner umfassend Elementfehlererfassungsmittel (44a~44d) zum Ausgeben eines Fehlerbestimmungssignals, wenn ein Erfassungsstromwert mittels des Stromerfassungsmittels (29c, 29d) übermäßig groß ist, wobei das Elementfehlererfassungsmittel (44a~44d) Operationen des ersten Schaltelements (20a~20d) und des zweiten Schaltelements (24a~24d), die gemeinsam mit einem Paar von elektromagnetischen Solenoiden (27a, 27c, 27b, 27d) verbunden sind, und des dritten Schaltelements (26a~26d), das in Reihe mit jedem elektromagnetischen Solenoid (27a, 27c, 27b, 27d) verbunden ist, stoppt, wenn das Elementfehlererfassungsmittel (44a~44d) bestimmt, dass ein Erfassungsstromwert übermäßig groß ist.
  17. Steuervorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Elementfehlererfassungsmittel (44a~44d) ein Kurzschlussfehlererfassungsmittel (47a, 50a) umfasst, und das Kurzschlussfehlererfassungsmittel (47a, 50a) ein Kurzschlussfehlerbestimmungssignal ausgibt, wenn ein Aufbau eines Differenzialwerts eines Erfassungsstroms mittels des Stromerfassungsmittels (29a~29d) übermäßig groß ist, wenn ein Strom der schnellen Energieeinspeisung übermäßig groß ist oder wenn ein Haltestrom in dem Moment eines Operationsstarts des Rückkopplungssteuermittels (618) zum Steuern einer Rückkopplung der Halteenergieeinspeisung übermäßig groß ist.
  18. Steuervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Elementfehlererfassungsmittel (44a~44d) ein Unterbrechungsfehlererfassungsmittel (47b, 50b) umfasst, und das Unterbrechungsfehlererfassungsmittel (47b, 50b) ein Unterbrechungsfehlerbestimmungssignal ausgibt, wenn das Stromerfassungsmittel (29a~29d) einen Strom in einem Zustand nicht erfassen kann, dass beliebige von dem ersten Schaltelement (20a~20d), zweiten Schaltelement (24a~24d) oder dem dritten Schaltelement (26a~26d) EIN sein sollten, oder wenn ein Stromwert zur Zeit der schnellen Energieeinspeisung übermäßig klein ist, und wenn eine beliebige Stoßspannung über dem dritten Schaltelement (26a~26d) zum Zeitpunkt eines Öffnens eines Kreises des dritten Schaltelements (26a~26d) nicht generiert wird.
  19. Steuervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Elementfehlererfassungsmittel (44a~44d) eine Alarmanzeige (33) umfasst, und wenn das Kurzschlussfehlererfassungsmittel (47a, 50a) ein Kurzschlussfehlerbestimmungssignal ausgibt, oder wenn das Unterbrechungsfehlererfassungsmittel (47b, 50b) ein Unterbrechungsfehlerbestimmungssignal ausgibt, die Alarmanzeige (33) einen Alarm als Reaktion auf die Signale anzeigt.
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