DE19955841A1 - Steuervorrichtung für Direkteinspritzer - Google Patents
Steuervorrichtung für DirekteinspritzerInfo
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Abstract
Eine Steuervorrichtung für Zylinderdirekteinspritzer ist so aufgebaut, daß Stromerfassungseinrichtungen zur Erfassung von Strömen, die durch Einspritzerspulen fließen, zwischen einem Verbindungspunkt von ersten Schalteinrichtungen und den Knoten von Rückstrom-Sperrdioden und Stromkommutierungsdioden eingefügt sind, und die Überstrom-Erfassungseinrichtungen keine Schaltungen enthalten zur vorübergehenden Unterbrechung von Überstromerfassungs-Vorgängen auf der Grundlage von Ausgangssignalen von Übererregungs-Signalerzeugungsvorrichtungen. Das bedeutet, daß die Stromerfassungseinrichtungen an Pfaden angeordnet sind, welche keinen Fluß von Übererregungsströmen zulassen, so daß die Energiedissipation bei den Stromerfassungseinrichtungen verringert werden kann. Ferner wird auf die Schaltungen zur vorübergehenden Unterbrechung des Betriebs der Überstrom-Erfassungseinrichtungen während der Zuführung von Übererregungsströmen verzichtet. Als Ergebnis hiervon kann die vorliegende Erfindung eine kleine, leichte und preisgünstige Steuervorrichtung schaffen, die in der Lage ist, Überströme in einem weiten Bereich zu erfassen.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Steuervorrichtung bzw. einen Controller für Direkteinspritzer
bzw. Zylindereinspritzer in Treibstoffeinspritzsystemen für
Benzinmotoren mit Direkteinspritzung oder in
Treibstoffeinspritzsystemen für Dieselmotoren. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine
Steuervorrichtung für Direkteinspritzer, die in der Lage ist,
die Wärmeentwicklung zu verringern, die Größe der Schaltungen
zu verringern, die Größe der Steuervorrichtung zu verringern,
und somit die Produktionskosten der Steuervorrichtung zu
verringern, durch Verbessern eines Verfahrens zur Erfassung
von Strömen, die durch Einspritzerspulen fließen, welche die
Einspritzer bilden.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines Beispiels
einer konventionellen Steuervorrichtung für Einspritzer mit
Zylindereinspritzung bzw. Direkteinspritzer zeigt, offenbart
in der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer Hei 10-165132.
In Fig. 4 sind verschiedene Arten von Sensoren 1 zur
Erfassung der Betriebszustände eines Verbrennungsmotors
vorgesehen. Information über die von diesen Sensoren zu
erfassenden Betriebszustände umfassen z. B. die
Drosselöffnung, die Ansaugluftmenge, die Motordrehzahl und
die Kühlwassertemperatur.
Eine Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2 besteht aus
einem Mikrocomputer zur Berechnung von Steuerparametern, wie
der Treibstoffeinspritzmenge und der
Treibstoffeinspritzperiode für die Zuführung von Treibstoff
an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors, beruhend auf den
Erfassungsergebnissen, die durch die Sensoren 1 zur Erfassung
der Betriebszustände des Verbrennungsmotors erhalten wurden.
Die Einrichtung 2 gibt an eine Steuervorrichtung 4
Direkteinspritzersteuersignale C1 bis Cn aus, zur Betätigung
bzw. zum Betreiben der Direkteinspritzer, jeweils
übereinstimmend mit den Zylindern des Verbrennungsmotors.
Eine Batterie 3, die als Energiequelle für ein Fahrzeug
dient, liefert eine Batteriespannung VB.
Eine Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5 zur Erzeugung
einer Hochspannung auf der Grundlage der Spannung VB der
Batterie 3 ist innerhalb der Steuervorrichtung 4 für die
Direkteinspritzer vorgesehen. Die Einrichtung 5 erzeugt eine
Hochspannung VA durch Erhöhung des Spannungswerts VB, der von
der Batterie 3 beliefert wird.
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n entsprechen jeweils
Treiberschaltungen 7-1 bis 7-n. Die Einspritzerspulen 6-1 bis
6-n bilden erste bis n-te Direkteinspritzer. Die Einspritzer,
die jeweils für die Zylinder des Verbrennungsmotors
angeordnet sind, spritzen den Treibstoff direkt in die
entsprechenden Zylinder ein. Die Treiberschaltungen 7-1 bis
7-n liefern Ströme J1 bis Jn an die Einspritzerspulen 6-1 bis
6-n als Treibstoffeinspritzungssignale.
Die Einspritzerspulen-Treiberschaltungen 7-1 bis 7-n, die
entsprechend der Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n angeordnet
sind, liefern die Ströme J1 bis Jn, welches
Treibstoffeinspritzungssignale sind, an die Einspritzerspulen
6-1 bis 6-n, auf der Grundlage der Steuersignale C1 bis Cn,
die von der Steuerparameter-Berechnungseinheit 2 ausgegeben
werden.
Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen 8-1 bis 8-n sind
mit den AN-Zeiten der Steuersignale C1 bis Cn, die aus der
Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2 ausgegeben werden,
synchronisiert, und definieren vorbestimmte Zeitintervalle,
während welcher Übererregungsströme, die notwendig sind zur
anfänglichen Öffnung der Ventile der Düsen der
Direkteinspritzer, den Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n aus der
Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5 jeweils durch die
ersten Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n schnell zugeführt
werden. Die Einrichtungen 8-1 bis 8-n geben die definierten
Zeitintervalle als Überregungssignale E1 bis En aus.
Die ersten Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n bleiben
eingeschaltet, während die Übererregungssignale E1 bis En,
die aus den Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen 8-1
bis 8-n ausgegeben werden, im AN-Zustand gehalten werden, und
folglich gestatten die Einrichtungen 9-1 bis 9-n die
Zuführung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen
6-1 bis 6-n aus der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5.
Chopperartige bzw. zerhackerartige Haltestrom-
Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n liefern an die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n Halteströme, die für die
Einspritzer notwendig sind, um die Ventile der Düsen offen zu
halten, während die Steuersignale C1 bis Cn, die aus der
Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2 ausgegeben werden,
im AN-Zustand gehalten werden (nach Ablauf der
Übererregungszeit). Das bedeutet, daß die chopperartigen
Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n
Spannungswerte VS1 bis VSn, welche die Erfassungsresultate
sind, die durch die Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n
erhalten wurden, mit durch sich selbst eingestellten
Haltestrom-Referenzspannungswerten vergleichen, und
intermittierend die Batteriespannung VB den Einspritzerspulen
6-1 bis 6-n zuführen, durch Steuerung der AN-/AUS-
Schaltvorgänge der zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n,
so daß die Halteströme immer konstant sind.
Die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n beginnen und
stoppen mit der Zuführung des Spannungswerts VB aus der
Batterie 3 in Übereinstimmung mit den Ausgängen der
chopperartigen Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis
10-n.
Dritte Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n enthalten eine
Hochgeschwindigkeits-Stromunterbrechungsfunktion zum
schnellen Abschalten des Stroms, wenn der Stromfluß durch die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n unterbrochen wird. Die
Einrichtungen 12-1 bis 12-n sind normalerweise eingeschaltet,
und werden bei Wegnahme der Steuersignale C1 bis Cn
abgeschaltet. Die Einrichtungen 12-1 bis 12-n haben auch die
Funktion, die Ströme zu unterbrechen, die erzeugt werden
durch induzierte gegenelektromotorische Kräfte, die an den
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n erzeugt werden.
Die Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erfassen die
Ströme, die durch die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen.
Jede Stromerfassungseinrichtung enthält z. B. einen
Strom-/Spannungs-Umwandlungs-Shuntwiderstand und einen
Differenzverstärker, der über beide Enden des
Shuntwiderstands geschaltet ist. Die Einrichtungen 13-1 bis
13-n sind zwischen den dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis
12-n und der Erde geschaltet und erfassen alle Ströme
(Übererregungsströme und Halteströme), die durch die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen. Ihre
Erfassungsergebnisse, welches Spannungswerte VS1 bis VSn
sind, werden in die chopperartigen Haltestrom-
Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n und die Überstrom-
Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n eingegeben.
Die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n erfassen
übermäßig größe Ströme, die durch die Einspritzerspulen 6-1
bis 6-n fließen, auf der Grundlage der Spannungswerte VS1 bis
VSn, die den Strömen entsprechen, die von den
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erfaßt wurden,
d. h. die Einrichtungen 14-1 bis 14-n erfassen die Tatsache,
daß die Werte VS1 bis VSn größer geworden sind als die
Referenzwerte innerhalb des normalen Steuerbereichs. Die
Einrichtungen 14-1 bis 14-n geben dann Ausgangsspannungswerte
F1 bis Fn aus.
Wenn die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n
übermäßig große Ströme erfassen, die durch die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen, bestimmen
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen 15-1 bis 15-n, daß die
Einspritzer für den Zylinder versagt haben bzw. fehlerhaft
sind, und schalten die dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis
12-n von dem AN-Zustand in den AUS-Zustand, wodurch die durch
die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließenden Ströme rasch
unterbrochen werden, und gleichzeitig werden Ausgangssignale
H1 bis Hn zur Steuerung der dritten Schalteinrichtungen 12-1
bis 12-n ausgegeben, um die dritten Schalteinrichtungen 12-1
bis 12-n während der Betriebszeit kontinuierlich im AUS-
Zustand zu halten.
Dioden D1 bis Dn sind zwischen den zweiten
Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n und den Einspritzerspulen
6-1 bis 6-n geschaltet, und stellen Rückstrom-Sperrdioden dar
zum Sperren des Flusses der Übererregungsströme, die aus der
Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5, über die ersten
Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n zugeführt werden, in die
zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n.
Stromkommutierungsdioden D11 bis Dnn bilden kommutierende
Strompfade, um es Strömen, die durch die Einspritzerspulen 6-1
bis 6-n fließen, zu gestatten, kontinuierlich zu fließen,
während die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n
abgeschaltet sind. Die Ströme kommutieren durch die folgenden
Pfade: von den Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n auf die dritten
Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n, dann auf die
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n, dann auf die
Stromkommutierungsdioden D11 bis Dnn, und zurück auf die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n.
Im übrigen liefert die konventionelle Steuervorrichtung für
Direkteinspritzer die Übererregungsströme, die notwendig sind
für die anfängliche Öffnung der Ventile der Einspritzerdüsen,
aus der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung über die Pfade,
welche gebildet werden durch die ersten Schalteinrichtungen,
die Einspritzerspulen, die dritten Schalteinrichtungen, die
Stromerfassungseinrichtungen und der Schaltungserde, in der
genannten Reihenfolge. Nachdem die Ventile der
Einspritzerdüse geöffnet wurden, werden die Halteströme, die
notwendig sind, um die Ventile offen zu halten, zugeführt,
indem die chopperartigen Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen
dazu gebracht werden, die zweiten Schalteinrichtungen an- und
auszuschalten, beruhend auf den Erfassungsergebnissen, die
durch die Stromerfassungseinrichtungen erhalten werden, aus
der Batterie über die Pfade, die durch die zweiten
Schalteinrichtungen, die Rückstrom-Sperrdioden, die
Einspritzerspulen, die dritten Schalteinrichtungen, die
Stromerfassungseinrichtungen und der Schaltungsherde in der
genannten Reihenfolge gebildet werden, und auch über die
Pfade, die durch die Einspritzerspulen, die dritten
Schalteinrichtungen, die Stromerfassungseinrichtungen und die
Stromkommutierungsdioden in der genannten Reihenfolge
gebildet werden. Da jedoch die Stromerfassungseinrichtungen
den Fluß von allen Strömen gestatten, die den
Einspritzerspulen zugeführt werden (die Übererregungsströme
und die Halteströme), wie oben beschrieben, müssen die
Stromerfassungseinrichtungen eine große zulässige
Energiedissipation haben, um die durch diese Ströme erzeugte
Wärme auszuhalten.
Ferner werden die von den Stromerfassungseinrichtungen
erhaltenen Erfassungsergebnisse auch den Überstrom-
Erfassungseinrichtungen eingegeben, und folglich haben die
Stromerfassungseinrichtungen auch die Funktion, die Energie
von den dritten Schalteinrichtungen wegzunehmen, die den
Einspritzerspulen für die Zylinder entsprechen, die an
Überströmen leiden, durch Erfassen der Überströme, die durch
die Einspritzerspulen fließen. Um die so aufgebaute
konventionelle Steuervorrichtung korrekt zu betreiben,
sollten daher die Übererregungsströme, die notwendig sind für
die anfängliche Öffnung der Ventile der Einspritzerdüsen,
nicht als anormale Überströme erfaßt werden, und folglich muß
die Funktion der Überstrom-Erfassungseinrichtungen in der
konventionellen Steuervorrichtung vorübergehend unterbrochen
werden, auf der Grundlage der Signale der Übererregungs-
Signalerzeugungseinrichtungen.
Daher verwendet die konventionelle Steuervorrichtung für
Direkteinspritzer große Teile, um die
Stromerfassungseinrichtungen mit großer zulässiger
Energiedissipation zu konstruieren, und benötigt ebenfalls
Schaltungen zur vorübergehenden Unterbrechung der Funktion
der Überstrom-Erfassungseinrichtungen, und folglich wird der
Maßstab der Steuervorrichtung als ganzes vergrößert. Im
Ergebnis ergeben sich darin Probleme, daß die
Steuervorrichtung selbst in ihrer Struktur groß wird, um eine
ausreichend große Kapazität zur Unterbringung von großen
Schaltungen bereitzustellen, und eine ausreichend große
Fläche zur Unterdrückung von Wärmeentwicklung, und folglich
sind die Produktionskosten der Steuervorrichtung erhöht.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die zuvor
erwähnten Probleme zu überwinden. Eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer
Steuervorrichtung für Direkteinspritzer, die in der Lage ist,
die Wärmeentwicklung zu verringern, sowie den
Schaltungsmaßstab, die Größe der Steuervorrichtung und die
Produktionskosten der Steuerungsvorrichtung zu verringern,
durch Verwenden von Teilen mit kleiner Energiedissipation,
während der Ort der Stromerfassungseinrichtungen verändert
wird, und durch Weglassen der Schaltungen zur vorübergehenden
Unterbrechung der Funktion der Überstrom-
Erfassungseinrichtungen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine
Steuervorrichtung für Direkteinspritzer geschaffen,
umfassend:
verschiedene Arten von Sensoren zur Erfassung von Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors;
eine Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung zur Berechnung von Steuerparametern, welches eine Treibstoffeinspritzmenge und eine Treibstoffeinspritzperiode zur Zuführung von Treibstoff an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors sind, beruhend auf den Erfassungsresultaten, die von den verschiedenen Arten von Sensoren erhalten werden;
eine Hochspannungs- Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer hohen Versorgungsspannung zur Lieferung von Übererregungsströmen, die notwendig sind zur anfänglichen Öffnung von Einspritzerdüsen, an Einspritzerspulen, beruhend auf dem Ergebnis einer Berechnung, die von der Steuerparameter- Berechnungseinrichtung durchgeführt wurde;
eine Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtung zur Definierung von vorbestimmten Schaltintervallen für die Zuführung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen;
erste Schalteinrichtungen zur Lieferung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen aus der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung, auf der Grundlage der Ausgänge der Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtung;
Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen zur Erzeugung von Halteströmen, welche notwendig sind zum Offenhalten der Ventile der Einspritzerdüsen, und welche zugeführt werden an die Einspritzerspulen, nachdem die Übererregungsströme zugeführt worden sind;
zweite Schalteinrichtungen zur Lieferung der Halteströme an die Einspritzerspulen aus einer Batterie, auf der Grundlage der Ausgänge der Haltestrom- Erzeugungseinrichtungen; und
dritte Schalteinrichtungen zur Unterbrechung von Strömen, die durch die Einspritzerspulen fließen, um die Ventile der Einspritzerdüsen zu schließen;
Stromerfassungseinrichtungen, die angeordnet sind in Pfaden, welche den Fluß der Übererregungsströme, die von der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung durch die ersten Schaltmittel geliefert werden, nicht zulassen, um Ströme zu erfassen, die durch die Einspritzerspulen fließen;
Überstrom- Erfassungseinrichtungen zur Erfassung von übermäßig großen Strömen, welche durch die Einspritzerspulen fließen, beruhend auf den Erfassungsergebnissen, die von den Stromerfassungseinrichtungen erhalten werden; und
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen, um die dritten Schalteinrichtungen im energielosen Zustand zu halten, auf der Grundlage der Erfassungsresultate, die von den Überstrom- Erfassungseinrichtungen erhalten werden.
verschiedene Arten von Sensoren zur Erfassung von Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors;
eine Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung zur Berechnung von Steuerparametern, welches eine Treibstoffeinspritzmenge und eine Treibstoffeinspritzperiode zur Zuführung von Treibstoff an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors sind, beruhend auf den Erfassungsresultaten, die von den verschiedenen Arten von Sensoren erhalten werden;
eine Hochspannungs- Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer hohen Versorgungsspannung zur Lieferung von Übererregungsströmen, die notwendig sind zur anfänglichen Öffnung von Einspritzerdüsen, an Einspritzerspulen, beruhend auf dem Ergebnis einer Berechnung, die von der Steuerparameter- Berechnungseinrichtung durchgeführt wurde;
eine Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtung zur Definierung von vorbestimmten Schaltintervallen für die Zuführung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen;
erste Schalteinrichtungen zur Lieferung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen aus der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung, auf der Grundlage der Ausgänge der Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtung;
Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen zur Erzeugung von Halteströmen, welche notwendig sind zum Offenhalten der Ventile der Einspritzerdüsen, und welche zugeführt werden an die Einspritzerspulen, nachdem die Übererregungsströme zugeführt worden sind;
zweite Schalteinrichtungen zur Lieferung der Halteströme an die Einspritzerspulen aus einer Batterie, auf der Grundlage der Ausgänge der Haltestrom- Erzeugungseinrichtungen; und
dritte Schalteinrichtungen zur Unterbrechung von Strömen, die durch die Einspritzerspulen fließen, um die Ventile der Einspritzerdüsen zu schließen;
Stromerfassungseinrichtungen, die angeordnet sind in Pfaden, welche den Fluß der Übererregungsströme, die von der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung durch die ersten Schaltmittel geliefert werden, nicht zulassen, um Ströme zu erfassen, die durch die Einspritzerspulen fließen;
Überstrom- Erfassungseinrichtungen zur Erfassung von übermäßig großen Strömen, welche durch die Einspritzerspulen fließen, beruhend auf den Erfassungsergebnissen, die von den Stromerfassungseinrichtungen erhalten werden; und
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen, um die dritten Schalteinrichtungen im energielosen Zustand zu halten, auf der Grundlage der Erfassungsresultate, die von den Überstrom- Erfassungseinrichtungen erhalten werden.
Gemäß dieser Anordnung wird die Energiedissipation der
gesamten Stromerfassungseinrichtung verringert, und folglich
können die Schaltungen durch Teile aufgebaut werden, welche
eine geringe Energiedissipation aufweisen. Als Ergebnis kann
der Schaltungsmaßstab verringert werden, und dies ermöglicht
seinerseits, daß die Fläche der Steuervorrichtung, die zur
Abstrahlung von Wärme notwendig ist, verringert werden kann.
Folglich wird bewirkt, daß die Steuervorrichtung für
Direkteinspritzer klein, leicht und preiswert hergestellt
werden kann.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung können
in einer Steuervorrichtung für Direkteinspritzer nach dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Überstrom-
Erfassungseinrichtungen alle Überströme erfassen, die aus
Fehlern abgeleitet werden, während einer mit Energie
versehenen Periode, auf der Grundlage der
Erfassungsergebnisse, die von den
Stromerfassungseinrichtungen erhalten werden.
Nach dieser Anordnung kann auf die Schaltungen zur
vorübergehenden Unterbrechung des Betriebs der Überstrom-
Erfassungseinrichtungen während des Flusses der
Übererregungsströme verzichtet werden. Als Ergebnis wird
bewirkt, daß die Steuervorrichtung für Direkteinspritzer der
vorliegenden Erfindung Überströme in einem weiteren Bereich
als die konventionelle Steuervorrichtung für
Direkteinspritzer erfassen kann, und gleichzeitig kann die
Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung klein, leicht
und preiswert hergestellt werden, dadurch, daß der
Schaltungsmaßstab verringert wird.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden
in einer Steuervorrichtung für Direkteinspritzer nach dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die
Stromerfassungseinrichtungen in Pfaden angeordnet, die alle
der folgenden Ströme zulassen; die Halteströme, die von den
Einspritzerspulen über die zweiten Schalteinrichtungen
zugeführt werden, die kommutierenden Ströme, die fließen,
während die zweiten Schalteinrichtungen ausgeschaltet sind,
und die Hochgeschwindigkeits-Kommutierungsströme, die
fließen, während die dritten Schalteinrichtungen abgeschaltet
sind, und sie können alle Ströme außer Übererregungsströme
erfassen.
Nach dieser Anordnung kann die Steuervorrichtung klein,
leicht und preiswert hergestellt werden.
In den begleitenden Zeichnungen ist:
Fig. 1 ein Diagramm, welches die Konstruktion einer
Steuereinrichtung für Direkteinspritzer nach der
ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs
der in Fig. 1 gezeigten Steuervorrichtung;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs
der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung und
Fig. 4 ein Diagramm, welches die Konstruktion einer
konventionellen Steuervorrichtung für
Direkteinspritzer zeigt.
Fig. 1 ist ein Diagramm, welches die Konstruktion einer
ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt, welche
z. B. ein Treibstoffsteuersystem für Direkteinspritzer-
Benzinmotoren ist, oder eine Steuerung für Direkteinspritzer
in Treibstoffeinspritzsystemen für Dieselmotoren.
In Fig. 1 sind verschiedene Arten von Sensoren 1 zur
Erfassung der Betriebszustände eines Verbrennungsmotors
vorgesehen. Informationen über die Betriebszustände, die von
diesen Sensoren erfaßt werden sollen, umfassen z. B. den
Drosselöffnungsgrad, die Ansaugluftmenge, die Motordrehzahl
und die Kühlwassertemperatur.
Eine Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2 besteht aus
einem Mikrocomputer zur Berechnung von Steuerparametern, wie
der Treibstoffeinspritzmenge und der
Treibstoffeinspritzperiode für die Zuführung von Treibstoff
an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors, auf der Grundlage
der Erfassungsresultate, die von den Sensoren 1 für die
Erfassung der Betriebszustände des Verbrennungsmotors
erhalten wurden. Die Einrichtungen 2 geben an eine Steuerung
4 für die Direkteinspritzer Steuersignale C1 bis Cn aus, zum
Betätigen bzw. Betreiben der Direkteinspritzer jeweils
entsprechend den Zylindern des Verbrennungsmotors. Eine
Batterie 3, die als Energiequelle für ein Fahrzeug dient,
liefert eine Batteriespannung VB.
Eine Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5 zur Erzeugung
einer Hochspannung VH auf der Grundlage des Spannungswerts VB
der Batterie 3 ist innerhalb der Steuervorrichtung 4 für die
Direkteinspritzer vorgesehen. Die Einrichtung 5 erzeugt eine
Hochspannung VH durch Anhebung des von der Batterie 3
gelieferten Spannungswerts VB.
Die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n entsprechen jeweils den
Treiberschaltungen 7-1 bis 7-n. Die Einspritzerspulen 6-1 bis
6-n bilden erste bis n-te Direkteinspritzer. Die Einspritzer,
welche jeweils für die Zylinder des Verbrennungsmotors
angeordnet sind, spritzen Treibstoff direkt in die
entsprechenden Zylinder ein. Die Treiberschaltungen 7-1 bis
7-n liefern Ströme J1 bis Jn an die Einspritzerspulen 6-1 bis
6-n als Treibstoffeinspritzsignale.
Die Einspritzerspulen-Treiberschaltungen 7-1 bis 7-n, die
entsprechend den Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n angeordnet
sind, liefern die Ströme J1 bis Jn, welche
Treibstoffeinspritzsignale sind, jeweils an die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n, auf der Grundlage von
Steuersignalen C1 bis Cn, die von der Steuerparameter-
Berechnungseinrichtung 2 ausgegeben werden.
Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen 8-1 bis 8-n
synchronisieren mit den AN-Zeiten der Steuersignale C1 bis
Cn, die von der Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2
ausgegeben werden, und definieren vorbestimmte
Zeitintervalle, während welcher Übererregungsströme, die
notwendig sind, um die Ventile der Düsen der
Direkteinspritzer anfänglich rasch zu öffnen, an die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n aus der Hochspannungs-
Erzeugungseinrichtung 5 durch die ersten Schalteinrichtungen
9-1 bis 9-n jeweils ausgegeben werden. Die Einrichtungen 8-1
bis 8-n geben die definierten Zeitintervalle als
Übererregungssignale E1 bis En aus.
Die ersten Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n bleiben
eingeschaltet, während die Übererregungssignale E1 bis En,
die aus den Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen 8-1
bis 8-n ausgegeben werden, im AN-Zustand gehalten werden, so
daß die Einrichtungen 9-1 bis 9-n zulassen, daß die
Übererregungsströme aus der Hochspannungs-
Erzeugungseinrichtung 5 den Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n
zugeführt werden.
Chopperartige Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis
10-n liefern an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n
Halteströme, die notwendig sind, damit die Einspritzer die
Ventile ihrer Düsen offenhalten, während die Steuersignale C1
bis Cn, die aus der Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2
ausgegeben werden, im AN-Zustand gehalten werden (nachdem die
Übererregungszeit abgelaufen ist). Das bedeutet, daß die
chopperartigen Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis
10-n Spannungswerte VS1 bis VSn, welches Erfassungsergebnisse
sind, die durch Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n
erhalten werden, mit Haltestrom-Referenzspannungswerten, die
für sich eingestellt werden, vergleichen, und intermittierend
die Batteriespannung VB an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n
liefern, indem die AN-/AUS-Schaltvorgänge der zweiten
Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n gesteuert werden, so daß
die Halteströme immer konstant sind.
Die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n starten und
stoppen die Zuführung des Spannungswerts VB aus der Batterie
3 in Übereinstimmung mit den Ausgängen der chopperartigen
Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n.
Dritte Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n enthalten eine
Hochgeschwindigkeits-Stromunterbrechungsfunktion, um die
Ströme schnell auszuschalten, wenn die durch die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließenden Ströme unterbrochen
werden. Die Einrichtungen 12-1 bis 12-n sind normalerweise
eingeschaltet und werden abgeschaltet, wenn die Steuersignale
C1 bis Cn weggenommen werden. Die Einrichtungen 12-1 bis 12-n
haben auch die Funktion, die Ströme schnell zu unterbrechen,
die durch induzierte gegenelektromotorische Kräfte an den
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n erzeugt werden.
Die Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erfassen die
Ströme, die durch die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen.
Jede Stromerfassungseinrichtung enthält z. B. einen
Strom-/Spannungs-Wandlung-Shuntwiderstand, und einen
Differenzverstärker, der über beide Enden des
Shuntwiderstands angeschlossen ist. Die Einrichtungen 13-1
bis 13-n sind an Pfaden angeordnet, die den Fluß der
Übererregungsströme, welche von der Hochspannungs-
Erzeugungseinrichtung 5 an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n
durch die ersten Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n geliefert
werden, nicht zulassen, und an Pfaden, die den Fluß aller
folgenden Ströme zulassen: die Halteströme, die von der
Batterie 3 an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n durch die
zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n und Rückstrom-
Sperrdioden D1 bis Dn geliefert werden; Kommutierungsströme,
die fließen, wenn die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis
11-n abgeschaltet sind; und Hochgeschwindigkeits-
Kommutierungsströme, die fließen, wenn die dritten
Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n abgeschaltet werden. Somit
können die Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n alle
Ströme außer den Übererregungsströmen erfassen. Ihre
Erfassungsergebnisse, welches die Spannungswerte VS1 bis VSn
sind, werden den chopperartigen Haltestrom-
Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n und den Überstrom-
Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n eingegeben.
Das bedeutet, daß bei dieser Ausführung die
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n nicht an Pfaden
angeordnet sind, welche den Fluß der Übererregungsströme
zulassen, die von der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5
an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n durch die ersten
Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n auf der Grundlage von
Signalen aus den Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen
8-1 bis 8-n geliefert werden. Statt dessen sind die
Einrichtungen 13-1 bis 13-n angeordnet an den Pfaden, welche
den Fluß aller folgenden Ströme zulassen, die durch die
dritten Schalteinrichtungen schnell unterbrochen sind: die
Halteströme, die von der Batterie 3 an die Einspritzerspulen
6-1 bis 6-n durch die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis
11-n auf der Grundlage der Ausgänge der Haltestrom-
Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n geliefert werden,
welche notwendig sind, damit die Einspritzer die Ventile
ihrer Düsen offen halten, nachdem die Ventile anfänglich
geöffnet wurden; die Kommutierungsströme der
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n, die fließen, wenn die zweiten
Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n abgeschaltet werden; und
die Ströme, welche durch die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n
fließen, um die Ventile der Einspritzerdüsen zu schließen.
Die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n erfassen
übermäßig große Ströme, die durch die Einspritzerspulen 6-1
bis 6-n fließen, auf der Grundlage der Spannungswerte VS1 bis
VSn, die den Strömen entsprechen, die von den
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erfaßt wurden,
d. h. die Einrichtungen 14-1 bis 14-n erfassen die Tatsache,
daß die Werte VS1 bis VSn größer geworden sind als die
Referenzwerte innerhalb des normalen Steuerungsbereichs. Die
Einrichtungen 14-1 bis 14-n geben dann Spannungen F1 bis Fn
aus. Die Werte VS1 bis VSn, welche die Erfassungsresultate
sind, die von den Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n
erhalten werden, enthalten keine Übererregungsstrom-Werte.
Daher sind keine Schaltungen zur vorübergehenden
Unterbrechung der Überstromerfassung während der
Übererregungsperiode notwendig.
Wenn die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n
erfassen, daß übermäßig große Ströme durch die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen, bestimmten
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen 15-1 bis 15-n, daß die
Einspritzer für die Zylinder versagt haben bzw. fehlerhaft
sind, und schalten die dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis
12-n vom AN-Zustand in den AUS-Zustand, wodurch der durch die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließende Strom rasch
unterbrochen wird, und gleichzeitig werden Signale H1 bis Hn
ausgegeben, um die dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n
zu steuern, damit die dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis
12-n während der Betriebsperiode kontinuierlich im AUS-
Zustand gehalten werden.
Die Dioden D1 bis Dn sind zwischen den zweiten
Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n und den
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n geschaltet, und
sind Rückstrom-Sperrdioden zur Sperrung des Flusses der
Übererregungsströme, die von der Hochspannungs-
Erzeugungseinrichtung 5 über die ersten Schalteinrichtungen
9-1 bis 9-n in die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis 11-n
fließen.
Stromkommutierungsdioden D11 bis Dnn bilden kommutierende
Strompfade, damit es den durch die Einspritzerspulen 6-1 bis
6-n fließenden Strömen erlaubt ist, kontinuierlich zu
fließen, während die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis
11-n ausgeschaltet sind. In diesem Fall kommutieren die
Ströme durch die folgenden Pfade: von den Einspritzerspulen
6-1 bis 6-n auf die dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis
12-n, dann auf die Stromkommutierungsdioden D11 bis Dnn,
dann auf die Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n, und
zurück auf die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n.
Als nächstes wird der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten
Steuervorrichtung für Direkteinspritzer unter Bezugnahme auf
die Zeitdiagramme der Fig. 2 und 3 beschrieben.
Fig. 2 zeigt die Zustände der Teile der Steuervorrichtung in
dem Fall, wo ein Überstrom am ersten Zylinder als Fehler
aufgetreten ist, während die Halteströme zugeführt werden.
Fig. 3 zeigt die Zustände der Teile der Steuervorrichtung in
dem Fall, wo ein Überstrom, am ersten Zylinder als ein Fehler
aufgetreten ist, während die Übererregungsströme zugeführt
werden.
Die Batterie 3 liefert die Batteriespannung VB an die
Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung 5, und ansprechend darauf
erzeugt die Einrichtung 5 die Hochspannung VH, welche höher
ist als die Batteriespannung VB.
Ferner berechnet die Steuerparameter-Berechnungseinrichtung 2
verschiedene Steuerparameter für den Verbrennungsmotor, z. B.
die Treibstoffeinspritzmenge und die
Treibstoffeinspritzperiode für jeden Zylinder des
Verbrennungsmotors, auf der Grundlage der Information über
den Betrieb des Verbrennungsmotors, die von den Sensoren 1
erfaßt wird. Dann liefert die Steuerparameter-
Berechnungseinrichtung 2 an die Treiberschaltungen 7-1 bis
7-n die Steuersignale C1 bis Cn, welche dazu dienen, die
Ventile der Düsen der Einspritzer, die jeweils für die
Zylinder vorgesehen sind, zu öffnen.
Die Übererregungssignale E1 bis En, die aus den
Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen 8-1 bis 8-n der
Treiberschaltungen 7-1 bis 7-n ausgegeben werden, gehen auf
einen hohen Pegel H ansprechend auf die anfängliche
Einschaltung der jeweiligen Steuersignale C1 bis Cn. Da die
Übererregungssignale E1 bis En auf einen hohen Wert gegangen
sind, schalten die ersten Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n
ein, wodurch bewirkt wird, daß die Hochspannungs-
Erzeugungseinrichtung 5 große Übererregungsströme an die
Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n durch die ersten
Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n liefert. Als Ergebnis werden
die Ventile der Einspritzerdüsen geöffnet.
Wenn der hohe Pegel H der Übererregungssignale E1 bis En auf
einen niedrigen Wert geht, schalten die ersten
Schalteinrichtungen 9-1 bis 9-n ab. Während der verbleibenden
Periode, in welcher die Steuersignale C1 bis Cn immer noch
eingeschaltet sind, liefern die Haltestrom-
Erzeugungseinrichtungen 10-1 bis 10-n die vorbestimmten
Ströme J1 bis Jn an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n aus der
Batterie 3 durch die zweiten Schalteinrichtungen 11-1 bis
11-n, die Rückstrom-Sperrdioden D1 bis Dn und die
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n, wodurch die
Ventile der Einspritzerdüsen offen gehalten werden. In diesem
Fall werden Spannungen, die den von den
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erfaßten Ströme
entsprechen, an die Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen 10-1
bis 10-n geliefert, wodurch eine Rückkopplungs-Steuerung bzw.
Regelung durchgeführt wird, so daß die Ströme J1 bis Jn,
welche durch die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen,
konstant gehalten werden.
Wenn die Steuersignale C1 bis Cn abschalten, wird die
Zuführung der Ströme an die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n aus
der Batterie 3 unterbrochen, wodurch bewirkt wird, daß die
Hochgeschwindigkeits-Stromunterbrechungseinrichtungen, die in
den dritten Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n eingebaut sind,
die Ströme J1 bis Jn, welche durch die Einspritzerspulen 6-1
bis 6-n fließen, rasch unterbrechen.
Ferner, wenn die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis
14-n als ihre Ausgangssignale F1 bis Fn die Ströme J1 bis Jn,
welche durch die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n fließen, auf
der Grundlage der von den Stromerfassungseinrichtungen 13-1
bis 13-n erfaßten Spannungen als übermäßig erfaßt haben,
schalten die Steuersignale H1 bis Hn, die aus den
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen 15-1 bis 15-n ausgegeben
werden, auf einen niedrigen Pegel L, um die dritten
Schalteinrichtungen 12-1 bis 12-n auszuschalten. Als Ergebnis
werden die übermäßigen Ströme, welche durch die
Einspritzerspulen fließen, unterbrochen.
Ferner, in dem Fall, wo ein Überstrom am ersten Zylinder als
Fehler während der Zuführung von Halteströmen aufgetreten
ist, wie in Fig. 2 gezeigt, schaltet das Steuersignal H1 vom
hohen Pegel H auf den niedrigen Pegel L. Gleichzeitig
schaltet die entsprechende dritte Schalteinrichtung 12-1 ab,
und nur der Strom J1, der durch die dem ersten Zylinder
entsprechende Einspritzerspule 6-1 fließt, wird unterbrochen.
Man beachte, daß die Einspritzerspulen 6-1 bis 6-n den Fluß
großer Ströme während der Anfangsperiode der Übererregung
zulassen, und daß diese großen Ströme nicht mit Überströmen
verwechselt werden dürfen, welche Fehler sind. Um zu
verhindern, daß diese großen Ströme als Fehler erfaßt werden,
sind die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n der
Fig. 4 so ausgelegt, daß sie sich enthalten bei der Erfassung
von Überströmen während der Anfangsperiode der Übererregung
der Einspritzerspulen, während welcher die
Übererregungssignale E1 bis En, die aus den Übererregungs-
Signalerzeugungseinrichtungen 8-1 bis 8-n ausgegeben werden,
auf dem hohen Pegel H bleiben. In dieser Ausführung erfassen
die Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1 bis 14-n jedoch
übermäßig große Ströme, welche durch die Einspritzerspulen 6-1
bis 6-n fließen, auf der Grundlage der Spannungswerte VS1
bis VSn, die den Strömen entsprechen, die von den
Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erfaßt wurden,
d. h. die Einrichtung 14-1 bis 14-n erfassen die Tatsache, daß
die Werte VS1 bis VSn größer geworden sind als ihre
Referenzwerte innerhalb des normalen Steuerungsbereichs, und
geben die Spannungswerte F1 bis Fn aus. Daher enthalten die
Werte VS1 bis VSn, welches die Erfassungsresultate sind, die
aus den Stromerfassungseinrichtungen 13-1 bis 13-n erhalten
werden, keine Übererregungs-Stromwerte, und folglich sind
keine Schaltungen zur vorübergehenden Unterbrechung der
Überstromerfassung während der Übererregungsperiode
notwendig.
Ferner, wie in Fig. 3 gezeigt, im Falle, wo ein Überstrom am
ersten Zylinder als Fehler während der Anfangsperiode der
Übererregung aufgetreten ist, wird ein solcher Überstrom
durch die entsprechende Stromerfassungseinrichtung 13-1
erfaßt, und das Steuersignal F1, welches ein Ausgangssignal
der Überstrom-Erfassungseinrichtung 14-1 ist, bewirkt, daß
das Ausgangssignal H1 der Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtung
15-1 vom hohen Pegel H auf den niedrigen Pegel L schaltet.
Gleichzeitig schaltet die entsprechende dritte
Schalteinrichtung 12-1 aus, und nur der Strom J1, der durch
die Einspritzerspule 6-1 fließt, die dem ersten Zylinder
entspricht, wird unterbrochen.
Wie oben beschrieben, erlaubt diese Ausführung, daß die
Stromerfassungseinrichtungen mit Teilen kleiner Leistung
gebaut werden, wenn die Stromerfassungseinrichtungen auf
Pfaden angeordnet werden, durch welche keine
Übererregungsströme fließen. Zusätzlich schafft diese
Ausführung eine kleine, leichte und preisgünstige
Steuervorrichtung für Direkteinspritzer, was zur Verringerung
der Erwärmung führt, zur Verringerung der
Schaltungsabmessungen und zur Verkleinerung der
Steuervorrichtung durch Beseitigung von Schaltungen für die
temporäre Unterbrechung der Funktion der Überstrom-
Erfassungseinrichtungen nur während der Periode, in welcher
Übererregungsströme zugeführt werden.
off = aus
an = an
control signals = Steuersignale
injector coil energizing signals = Einspritzerspule-Energiesignale
output signals of over excitation signal generation means 8-1-8-n = Ausgangssignale von Übererregungs- Signalerzeugungseinrichtungen 8-1-8-n
output signals of current detection means 13-1-13-n = Ausgangssignale von Stromerfassungseinrichtungen 13-1-13-n
output signals of over-current detection means 14-1-14-n= Ausgangssignale von Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1- 14-n
output signals of failure determination holding means 15-1- 15-n = Ausgangssignale von Fehlererfassungs-Halteeinrichtungen 15-1- 15-n
states of third switching means = Zustände von dritten Schalteinrichtungen
occurence of over-current = Auftreten von Überstrom
determined value of over-current = bestimmter Wert des Überstroms
an = an
control signals = Steuersignale
injector coil energizing signals = Einspritzerspule-Energiesignale
output signals of over excitation signal generation means 8-1-8-n = Ausgangssignale von Übererregungs- Signalerzeugungseinrichtungen 8-1-8-n
output signals of current detection means 13-1-13-n = Ausgangssignale von Stromerfassungseinrichtungen 13-1-13-n
output signals of over-current detection means 14-1-14-n= Ausgangssignale von Überstrom-Erfassungseinrichtungen 14-1- 14-n
output signals of failure determination holding means 15-1- 15-n = Ausgangssignale von Fehlererfassungs-Halteeinrichtungen 15-1- 15-n
states of third switching means = Zustände von dritten Schalteinrichtungen
occurence of over-current = Auftreten von Überstrom
determined value of over-current = bestimmter Wert des Überstroms
various types of sensors =
verschiedene Arten von Sensoren
control parameter calculation means = Steuerparameter-Berechnungseinrichtung
high voltage generation means = Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung
first cylinder injector coil = erste Zylindereinspritzerspule
Nth cylinder injector coil = N-te Zylindereinspritzerspule
over excitation signal generation means = Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtung
first switching means = erste Schalteinrichtung
chopping type holder current generation means = chopperartige Haltestrom-Erzeugungseinrichtung
second switching means = zweite Schalteinrichtung
third switching means (incorporating high-speed current breaking means) = dritte Schalteinrichtung (eingeschlossen Hochgeschwindigkeits-Stromunterbrechungseinrichtung)
current detection means = Stromerfassungseinrichtung
over current detection means = Überstrom-Erfassungseinrichtung
failure determination holding means = Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtung
control parameter calculation means = Steuerparameter-Berechnungseinrichtung
high voltage generation means = Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung
first cylinder injector coil = erste Zylindereinspritzerspule
Nth cylinder injector coil = N-te Zylindereinspritzerspule
over excitation signal generation means = Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtung
first switching means = erste Schalteinrichtung
chopping type holder current generation means = chopperartige Haltestrom-Erzeugungseinrichtung
second switching means = zweite Schalteinrichtung
third switching means (incorporating high-speed current breaking means) = dritte Schalteinrichtung (eingeschlossen Hochgeschwindigkeits-Stromunterbrechungseinrichtung)
current detection means = Stromerfassungseinrichtung
over current detection means = Überstrom-Erfassungseinrichtung
failure determination holding means = Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtung
Claims (3)
1. Steuervorrichtung für Zylinderdirekteinspritzer,
umfassend:
verschiedene Arten von Sensoren (1) zur Erfassung von Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors;
eine Steuerparameter-Berechnungseinrichtung (2) zur Berechnung von Steuerparametern, welche zumindest eine Treibstoffeinspritzmenge und eine Treibstoffeinspritzperiode für die Zuführung von Treibstoff an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors umfassen, beruhend auf den Erfassungsergebnissen, die von den verschiedenen Arten von Sensoren (1) erhalten werden;
eine Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung (5) zur Erzeugung einer Hochspannungsversorgung zur Bereitstellung von Übererregungsströmen, die notwendig sind zur anfänglichen Öffnung von Ventilen von Einspritzerdüsen, an Einspritzerspulen (6-1-6-n), auf der Grundlage des Ergebnisses einer von der Steuerparameter-Berechnungseinrichtung (2) durchgeführten Berechnung;
Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen (8-1-8-n) zur Definition von vorbestimmten Zeitintervallen für die Lieferung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen (6-1-6-n);
erste Schalteinrichtungen (9-1-9-n) zur Lieferung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen (6-1-6-n) aus der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung (5) auf der Grundlage der Ausgänge der Übererregungs- Signalerzeugungseinrichtungen (8-1-8-n);
Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen (10-1-10-n) zur Erzeugung von Halteströmen, welche notwendig sind, um die Ventile der Einspritzerdüsen offen zu halten, und welche an die Einspritzerspulen (6-1-6-n) geliefert werden, nachdem die Übererregungsströme geliefert worden sind;
zweite Schalteinrichtungen (11-1-11-n) zur Lieferung der Halteströme an die Einspritzerspulen (6-1-6-n) aus einer Batterie, auf der Grundlage der Ausgänge der Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen (10-1-10-n);
dritte Schalteinrichtungen (12-1-12-n) zur Unterbrechung von Strömen, die durch die Einspritzerspulen (6-1-6-n) fließen, um die Ventile der Einspritzerdüsen zu schließen;
Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n), welche angeordnet sind an Pfaden, die den Fluß der Übererregungsströme, welche von der Hochspannungs- Erzeugungseinrichtung (5) durch die ersten Schalteinrichtungen (9-1-9-n) geliefert werden, nicht zulassen, für die Erfassung von Strömen, die durch die Einspritzerspulen (6-1-6-n) fließen;
Überstrom-Erfassungseinrichtungen (14-1-14-n) zur Erfassung von übermäßig großen Strömen, die durch die Einspritzerspulen (6-1-6-n) fließen, auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse, die von den Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n) erhalten werden; und
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen (15-1-15-n), um die dritten Schalteinrichtungen (12-1-12-n) in einem energielosen Zustand zu halten, auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse, die von den Überstrom- Erfassungseinrichtungen (14-1-14-n) erhalten werden.
verschiedene Arten von Sensoren (1) zur Erfassung von Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors;
eine Steuerparameter-Berechnungseinrichtung (2) zur Berechnung von Steuerparametern, welche zumindest eine Treibstoffeinspritzmenge und eine Treibstoffeinspritzperiode für die Zuführung von Treibstoff an jeden Zylinder des Verbrennungsmotors umfassen, beruhend auf den Erfassungsergebnissen, die von den verschiedenen Arten von Sensoren (1) erhalten werden;
eine Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung (5) zur Erzeugung einer Hochspannungsversorgung zur Bereitstellung von Übererregungsströmen, die notwendig sind zur anfänglichen Öffnung von Ventilen von Einspritzerdüsen, an Einspritzerspulen (6-1-6-n), auf der Grundlage des Ergebnisses einer von der Steuerparameter-Berechnungseinrichtung (2) durchgeführten Berechnung;
Übererregungs-Signalerzeugungseinrichtungen (8-1-8-n) zur Definition von vorbestimmten Zeitintervallen für die Lieferung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen (6-1-6-n);
erste Schalteinrichtungen (9-1-9-n) zur Lieferung der Übererregungsströme an die Einspritzerspulen (6-1-6-n) aus der Hochspannungs-Erzeugungseinrichtung (5) auf der Grundlage der Ausgänge der Übererregungs- Signalerzeugungseinrichtungen (8-1-8-n);
Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen (10-1-10-n) zur Erzeugung von Halteströmen, welche notwendig sind, um die Ventile der Einspritzerdüsen offen zu halten, und welche an die Einspritzerspulen (6-1-6-n) geliefert werden, nachdem die Übererregungsströme geliefert worden sind;
zweite Schalteinrichtungen (11-1-11-n) zur Lieferung der Halteströme an die Einspritzerspulen (6-1-6-n) aus einer Batterie, auf der Grundlage der Ausgänge der Haltestrom-Erzeugungseinrichtungen (10-1-10-n);
dritte Schalteinrichtungen (12-1-12-n) zur Unterbrechung von Strömen, die durch die Einspritzerspulen (6-1-6-n) fließen, um die Ventile der Einspritzerdüsen zu schließen;
Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n), welche angeordnet sind an Pfaden, die den Fluß der Übererregungsströme, welche von der Hochspannungs- Erzeugungseinrichtung (5) durch die ersten Schalteinrichtungen (9-1-9-n) geliefert werden, nicht zulassen, für die Erfassung von Strömen, die durch die Einspritzerspulen (6-1-6-n) fließen;
Überstrom-Erfassungseinrichtungen (14-1-14-n) zur Erfassung von übermäßig großen Strömen, die durch die Einspritzerspulen (6-1-6-n) fließen, auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse, die von den Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n) erhalten werden; und
Fehlerbestimmungs-Halteeinrichtungen (15-1-15-n), um die dritten Schalteinrichtungen (12-1-12-n) in einem energielosen Zustand zu halten, auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse, die von den Überstrom- Erfassungseinrichtungen (14-1-14-n) erhalten werden.
2. Steuervorrichtung für Zylinderdirekteinspritzer nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überstrom-
Erfassungseinrichtungen (14-1-14-n) alle Überströme
erfassen können, die abgeleitet sind aus Fehlern während
einer mit Energie versehenen Periode, auf der Grundlage
von Erfassungsergebnissen, die durch die
Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n) erhalten
werden.
3. Steuervorrichtung für Zylinderdirekteinspritzer nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n) angeordnet
sind an Pfaden, welche alle der folgenden Ströme
zulassen: Halteströme, die an die Einspritzerspulen (6-1-
6-n) durch die zweiten Schalteinrichtungen (11-1-
11-n) geführt werden, Kommutierungsströme, die fließen,
während die zweiten Schalteinrichtungen (11-1-11-n)
abgeschaltet sind, und Hochgeschwindigkeits-
Kommutierungsströme, die fließen, während die dritten
Schalteinrichtungen (12-1-12-n) abgeschaltet sind, und
wobei die Stromerfassungseinrichtungen (13-1-13-n)
alle Ströme außer den Übererregungsströmen erfassen
können.
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