DE60026640T2 - Kraftstoffeinspritzventil und Brennkraftmaschine - Google Patents

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DE60026640T2
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resistance
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Makoto Tsuchiura-shi Yamakado
Yoshiyuki Hitachinaka-shi TANABE
Toshio Takahata
Hiromasa Kubo
Yasunaga Hamada
Yoshio Higashiibaraki-gun Okamoto
Yuzo Kadomukai
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung und eine Brennkraftmaschine und insbesondere eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die durch eine Batteriespannung direkt angesteuert wird, und eine Brennkraftmaschine, die mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgerüstet ist.
  • Stand der Technik
  • Die elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als eine Brennkraftmaschine bekannt, z. B. als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die in einem Fahrzeug, wie etwa einem Personenkraftwagen, angebracht ist.
  • Das (nachfolgend als "Einspritzeinrichtung" bezeichnete) elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventil dieser elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfasst eine Düse, die mit einer Kraftstoffeinspritzöffnung versehen ist, einen Kolben, der in die Düse frei hin und her beweglich eingesetzt ist, wobei sich an seiner Spitze ein Ventil befindet, und eine Rückholfeder, um den Kolben mit einer elastischen Kraft in der Schließrichtung des Ventils zu beaufschlagen, sowie eine Spule, die den Kolben mit einer elektromagnetischen Kraft zum Öffnen des Ventils unter Verwendung der von der Batterie gelieferten Leistung beaufschlagt. Wenn Strom in die Spule eingegeben wird, wird der Kolben angezogen und das Ventil wird aus dem Ventilsitz der Kraftstoffeinspritzöffnung freigegeben; anschließend wird Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzöffnung ausgespritzt. Wenn das Eingeben des Stroms in die Spule beendet wird, wird die magnetische Anziehung durch die Spule gemindert und das Ventil wird durch die elastische Kraft der Rückholfeder geschlossen.
  • Das Einspritzvolumen durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird durch die Ventilöffnungs-Sollzeit gesteuert. Es gibt im Allgemeinen eine Verzögerung der Ventilreaktion in Bezug auf die Ventilöffnungs-Befehlszeit und die Ventilschließ-Befehlszeit. In der Kennlinie des Kraftstoffeinspritzvolumens gibt es einen Bereich, in dem keine perfekte Linearität erreicht werden kann und der die Beziehung zwischen der Ventilöffnungs-Befehlszeit und dem Einspritzvolumen darstellt. Dies erfordert, dass bei der Einspritzeinrichtung über einen ausgedehnten Bereich eine Linearität hergestellt wird. Die Einspritzeinrichtung, die an der kostengünstig hergestellten Brennkraftmaschine montiert ist, muss jedoch eine Einspritzung von weniger Kraftstoff sicherstellen, wobei eine Linearität in Bezug auf eine kurze Ventilöffnungs-Befehlszeit sehr wichtig ist. Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind eine große Vielzahl von Verfahren zur Ansteuerung von Einspritzeinrichtungen vorgeschlagen worden.
  • Das Sättigungsverfahren (Spannungssteuerung) und das Spitzenwert-Halteverfahren (Stromsteuerung) sind z. B. als Verfahren zur Einspritzung und Ansteuerung wohlbekannt, wie im Dokument "Electronically Controlled Gasoline Injection" (von Fujisawa und Kobayashi, 1957, Sankaido Publishing Co., Ltd.) offenbart ist.
  • Bei dem Sättigungsverfahren werden im Allgemeinen viele Spulenwicklungen verwendet und der Ansteuerungsstrom steigt weiter an, selbst nachdem das Ventil seinen Öffnungshub beendet hat, bis er den Funkt nahe am Sättigungsstrom erreicht, der durch den Innenwiderstand der Spule und den Innenwiderstand der Ansteuerungsschaltung begrenzt ist. Die Schaltungsimpedanz ist größer als die bei dem Spitzenwert-Halteverfahren und die ansteigende Flanke des zu der Spule fließenden Stroms ist infolge der Induktivität weniger steil. Wenn der Wert des Sättigungsstroms durch Einstellen des Innenwiderstandes der Spule und des Innenwiderstandes der Ansteuerungsschaltung in geeigneter Weise eingestellt ist, muss keine Stromsteuerungsschaltung vorgesehen werden, wodurch eine Konfiguration mit geringeren Kosten möglich ist.
  • Bei dem Spitzenwert-Halteverfahren wird eine kleinere Anzahl von Spulenwicklungen verwendet. Die Schaltungsinduktivität und die Schaltungsimpedanz sind klein und die ansteigende Flanke des Stroms bei der Ventilöffnungsoperation ist steiler als beim Sättigungsverfahren. Die Induktivität und die Impedanz der Spule sind jedoch bei diesem Verfahren klein. Wenn in einem bestimmten Zustand Strom ununterbrochen in die Spule eingegeben wird, wird dadurch ein übermäßiger Strom zu der Spule fließen und diese beschädigen. Um dies zu verhindern, verwendet dieses Verfahren einen Strombegrenzungsmechanismus, der in der Ansteuerungsschaltung vorgesehen ist. Wenn der zur Spule fließende Strom den voreingestellten Wert (den eingestellten Spitzenstrom) erreicht, fällt die an die Spule angelegte Spannung von ihrem 100%igen Wert ab, wodurch der Strom auf den Wert begrenzt wird, der zum Halten des Ventils erforderlich ist.
  • Ein Vergleich der beiden oben genannten Verfahren zeigt, dass Verfahren zum Halten des Spitzenwertes mit einer hohen Stromdynamik häufiger verwendet werden, um die Linearität des Einspritz volumens in Bezug auf die Ventilöffnungs-Befehlszeit im Bereich geringer Einspritzung zu realisieren.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 241137/1994 offenbart z. B. eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bei der der Kraftstoffdruck erfasst wird, um den Soll-Spitzenstromwert in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck zu vergrößern oder um die Stromumschaltzeit zu verlängern, um dadurch die magnetische Anziehung einzustellen, d. h. die Antriebskraft in Bezug auf die Änderung der auf den Ventilkörper ausgeübten Belastung.
  • Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 241137/1994 offenbart ist, wird jedoch nicht direkt durch die Batteriespannung angetrieben. Sie besitzt eine Spannungsverstärkungsschaltung und eine Wiederspannungsschaltung, wobei keine Änderungen in dem System der elektrischen Schaltung zum Antrieb berücksichtigt werden.
  • Mit anderen Worten, bei der elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die direkt durch die Batteriespannung angetrieben wird, müssen nicht nur Änderungen der auf den Ventilkörper ausgeübten Belastungen berücksichtigt werden, sondern außerdem die Änderungen, die an der elektrischen Schaltung auftreten, die die Batterie, die Spule und den Kabelbaum umfasst, wie etwa der Abfall der Batteriespannung infolge des Anlassens oder einer plötzlichen Änderung der elektrischen Last, die langfristige Änderung des Widerstandes des Kabelbaums mit der Spule und das Ansteigen des Widerstandes infolge von Wärmeentwicklung.
  • Trotz der Tatsache, dass die Batteriespannung an die Spule angelegt wird, verzögert der Abfall der Batteriespannung die Zeit, bis der Spulenstrom den voreingestellten Spitzenstromwert erreicht. Darüber hinaus kann ein wesentlicher Abfall der Batteriespannung bewirken, dass der Spulenstrom den Spitzenstromwert nicht erreicht.
  • Bei der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung bewirkt die an die Spule angelegte Spannung, dass der Spulenstrom durch die induktive Komponente der Spule verzögert ist. Eine Verzögerung zwischen der eingegebenen magnetomotorischen Kraft (Produkt aus Strom und Anzahl der Spulenwicklungen) und der magnetischen Anziehung wird außerdem durch einen Wirbelstrom bewirkt. Diese Verzögerung wirkt als ein Integrationsfilter; deswegen muss nicht nur der Spitzenstromwert, sondern außerdem die Stromeingabezeit berücksichtigt werden, um auch in dem Bereich geringer Einspritzung eine Linearität zu erhalten, wobei die magnetische Anziehung einen geeigneten Wert annimmt.
  • Mit anderen Worten, wenn das Verfahren zum Halten des Spitzenwertes verwendet wird, wird die Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Stand der Technik nicht direkt durch die Batteriespannung angetrieben; deswegen ist ihre Konfiguration nicht optimal, um die Linearität des Einspritzvolumens bei allen Bedingungen in Bezug auf die Änderungen, die an der elektrischen Schaltung auftreten, die die Batterie, die Spule und den Kabelbaum umfasst, zu erreichen.
  • Das Patent US 4.656.989 offenbart ein Verfahren zum Ansteuern eines Elektromagneten einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei dem die magnetische Kraft zum Antreiben des Ventilkörpers durch eine einzige Spule erzeugt wird und die Zeit, die zum Anheben des Magnetventils erforderlich ist, eingestellt wird, wenn die Batteriespannung abfällt. Da der Strom während einer langen Zeit ununterbrochen in die Spule eingegeben werden kann, kann ein übermäßiger Strom zu der Spule fließen und sie beschädigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung und eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die die Linearität des Einspritzvolumens in Bezug auf die Zustandsänderungen der elektrischen Schaltung zum Antreiben des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils aufrechterhalten können.
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfasst eine Stromeingabe-Steuereinheit, die den Antrieb eines Ventilkörpers steuert, der an einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil installiert ist, indem der Strom so gesteuert wird, dass der Strom zu einer Spule fließt, um eine magnetische Kraft zum Antreiben des Ventilkörpers zu erzeugen, bis der Strom zum Antreiben des Ventilkörpers in der Öffnungsrichtung des Ventils größer wird als der Strom zum Offenhalten des Ventils, und indem der Strom so gesteuert wird, dass eine Änderung an der Stromeingabezeit erfolgt, wenn der Ventilkörper in der Öffnungsrichtung angetrieben wird. Diese Stromeingabe-Steuereinheit ermöglicht die Eingabe eines Stroms, um den maximalen Strom dann zu reduzieren, wenn eine Zunahme der Stromeingabezeit bei der Stromeingabe auftritt, wenn der Ventilkörper in der Öffnungs richtung des Ventils angetrieben wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Strom, der in die an dem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil installierten Spule eingegeben wird, ohne Verstärkung der Batteriespannung eingegeben wird, und dass eine Stromeingabeschaltung, die einen Stromfluss von der Batterie zu der Spule ermöglicht, vorgesehen ist.
  • Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann umfassen (1) ein Spannungserfassungsmittel, um die Spannung der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Batterie zu erfassen, (2) ein Stromerfassungsmittel, um den Strom, der in die mit der Stromeingabeschaltung verbundene Spule fließt, zu erfassen, und (3) ein Stromwert-Speichermittel, um einen Soll-Spitzenstromwert, der der Batteriespannung entspricht, zu speichern.
  • Dabei erfasst die Stromeingabe-Steuereinheit den Soll-Spitzenstromwert, der der Spannung entspricht, die durch das Spannungserfassungsmittel erfasst wird, vergleicht den Soll-Spitzenstromwert und den Strom, der durch das Stromerfassungsmittel erfasst wird, und steuert bei einer Übereinstimmung der beiden Stromwerte die Stromeingabe unter Verwendung des Stromwertes, der kleiner als der Soll-Spitzenstromwert ist, als einen Sollwert.
  • In diesem Fall sollte das Stromwert-Speichermittel den Soll-Spitzenstromwert speichern, wenn der Strom in Übereinstimmung mit dem Abfall der Batteriespannung, die mit der elektrischen Schaltung verbunden ist, reduziert wird.
  • Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann ferner umfassen (1) ein Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes, das den kombinierten Widerstand schätzt, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die die Batterie mit der Spule verbindet, und den Widerstand der Spule, die mit der Stromeingabeschaltung verbunden ist, umfasst, (2) ein Stromerfassungsmittel, um den Strom, der zu der Stromeingabeschaltung fließt, zu erfassen, und (3) ein Stromwert-Speichermittel, um den Soll-Spitzenstromwert, der dem kombinierten Widerstand entspricht, zu speichern, wobei die Stromeingabe-Steuereinheit von dem Stromwert-Speichermittel den Soll-Spitzenstromwert erfasst, der dem Widerstand entspricht, der durch das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes geschätzt wird, diesen Soll-Spitzenstromwert mit dem durch das Stromerfassungsmittel erfassten Strom vergleicht und nach einer Übereinstimmung der beiden Stromwerte die Stromeingabe unter Verwendung des Stromwertes, der kleiner als der Soll-Spitzenstromwert ist, als einen Sollwert steuert.
  • In diesem Fall sollte das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes so konfiguriert sein, dass es Änderungen des zusammengesetzten Widerstandes, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung und den Widerstand der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule umfasst, anhand der Beziehung zwischen dem in dem Speichermittel gespeicherten Stromwert und dem kombinierten Widerstand unter Verwendung der seit dem Beginn der Stromeingabe abgelaufenen Zeit und des Stromwertes nach Ablauf einer bestimmten Zeit schätzt.
  • Es ist außerdem vorzuziehen, dass ein Spannungserfassungsmittel vorgesehen ist, wobei das Speichermittel die Beziehung zwischen dem Strom und dem kombinierten Widerstand in Bezug auf Spannungen mehrerer Batterien speichert, und eine Konfiguration so beschaffen ist, um den kombinierten Widerstand, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung und den Widerstand der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule umfasst, anhand der durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Batteriespannung zu schätzen.
  • Es ist ferner vorzuziehen, die Verzögerung des Zeitpunkts zu steuern, zu dem der Zustand der Stromeingabe von dem Soll-Spitzenstromwert zu dem Haltestromwert umgeschaltet wird, wenn eine Zunahme des kombinierten Widerstandes, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung und den Widerstand der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule umfasst, auftritt.
  • Es ist außerdem vorzuziehen, dass das Stromwert-Speichermittel einen Soll-Spitzenstromwert speichert, wobei der Stromwert entsprechend der Zunahme des kombinierten Widerstandes reduziert ist.
  • Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann ferner umfassen (1) ein Spannungserfassungsmittel, um die Spannung der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Batterie zu erfassen, (2) ein Stromerfassungsmittel, um den Strom, der zu der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule fließt, zu erfassen, und (3) ein Zeitverlauf-Speichermittel, das den Zeitpunkt speichert, zu dem entsprechend der Batteriespannung umgeschaltet wird; wobei die Stromeingabe-Steuereinheit die Zeit misst, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, falls der Ventilkörper in Öffnungsrichtung des Ventils angetrieben wird, von dem Zeitverlauf-Speichermittel den Zeitpunkt erfasst, zu dem entsprechend der durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Spannung umgeschaltet wird, diesen Umschaltzeitpunkt mit der gemessenen Zeit vergleicht und nach einer Übereinstimmung der zwei Zeiten die Stromeingabe unter Verwendung eines Stromwertes, der kleiner ist als der zu der Spule fließende Strom, als einen Sollwert steuert.
  • In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass das Zeitverlauf-Speichermittel den Zeitpunkt speichert, zu dem der Sollwert umgeschaltet wird und der entsprechend dem Abfall der Batteriespannung verzögert ist.
  • Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann ferner umfassen (1) ein Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes, das den kombinierten Widerstand schätzt, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die die Batterie mit der Spule verbindet, und den Widerstand der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule umfasst, (2) ein Stromerfassungsmittel, das den Strom, der zu der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule fließt, erfasst, und (3) ein Zeitverlauf-Speichermittel, das den Zeitpunkt speichert, zu dem entsprechend dem kombinierten Widerstand umgeschaltet wird; wobei die Stromeingabe-Steuereinheit die Zeit misst, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, falls der Ventilkörper in Öffnungsrichtung des Ventils angetrieben wird, von dem Zeitverlauf-Speichermittel den Zeitpunkt erfasst, zu dem entsprechend dem durch das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes geschätzten Widerstand umgeschaltet wird, diesen Umschaltzeitpunkt mit der gemessenen Zeit vergleicht und nach einer Übereinstimmung der zwei Zeiten die Stromeingabe unter Verwendung eines Stromwertes, der kleiner ist als der zu der Spule fließende Strom, als einen Sollwert steuert.
  • In diesem Fall ist es vorzuziehen, eine Steuerung der Verzögerung des Zeitpunkts, zu dem der Zustand der Stromeingabe von dem Soll-Spitzenstromwert zu dem Haltestromwert umgeschaltet wird, vorzusehen, falls eine Zunahme des kombinierten Widerstandes, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung und den Widerstand der mit dieser Stromeingabeschaltung verbundenen Spule umfasst, auftritt.
  • Es ist außerdem vorzuziehen, dass das Zeitverlauf-Speichermittel den Zeitpunkt speichert, zu dem der Sollwert umgeschaltet wird und der entsprechend der Zunahme des kombinierten Widerstandes verzögert ist.
  • Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann eine Stromeingabe-Steuereinheit umfassen, die den Antrieb des an einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil installierten Ventilkörpers steuert, indem der Strom so gesteuert wird, dass der Strom zu einer Spule fließt, um eine magnetische Kraft zum Antreiben des Ventilkörpers zu erzeugen, bis der Strom zum Antreiben des Ventilkörpers in der Öffnungsrichtung des Ventils größer wird als der Strom zum Offenhalten des Ventils, und indem der Strom so gesteuert wird, dass eine Änderung an der Stromeingabezeit auftritt, wenn der Ventilkörper in der Öffnungsrichtung angetrieben wird, wobei die Stromeingabe-Steuereinheit den Strom zu der Spule anhand eines Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulses steuert, dessen Breite ausgeglichen wird, wenn eine Zunahme der Stromeingabezeit auftritt.
  • Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann eine Stromeingabe-Steuereinheit umfassen, die den Antrieb des an einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil installierten Ventilkörpers steuert, indem der Strom so gesteuert wird, dass der Strom zu einer Spule fließt, um eine magnetische Kraft zum Antreiben des Ventilkörpers zu erzeugen, bis der Strom zum Antreiben des Ventilkörpers in der Öffnungsrichtung des Ventils größer wird als der Strom zum Offenhalten des Ventils, und indem der Strom so gesteuert wird, dass eine Änderung an der Stromeingabezeit auftritt, wenn der Ventilkörper in der Öffnungsrichtung angetrieben wird, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ein Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes umfasst, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die zwischen die Batterie, die mit der Spule elektrisch verbunden ist, um an diese Strom zu liefern, und die Spule geschaltet ist, und den Widerstand der Spule umfasst, wobei die Stromeingabe-Steuereinheit den Strom zu der Spule anhand eines Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulses steuert, dessen Breite entsprechend dem durch das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes geschätzten Widerstand ausgeglichen wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verzögerung der Ventilschließoperation reduziert, indem zugelassen wird, dass Strom eingegeben wird, um den maximalen Strom zu reduzieren, falls die Stromeingabezeit zunimmt, wenn der Ventilkörper in der Öffnungsrichtung des Ventils angetrieben wird, wodurch die Linearität des Einspritzvolumens aufrechterhalten wird.
  • Durch die Steuerung des Stroms zu der Spule anhand eines Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulses, dessen Breite ausgeglichen wird, wenn eine Zunahme der Stromeingabezeit auftritt, ist es möglich, den Einfluss auf das Kraftstoffeinspritzvolumen durch die Änderung des Zustands der Antriebsschaltung, die eine Zunahme der Stromeingabezeit bewirkt, zu reduzieren. Dies ermöglicht, die Linearität des Einspritzvolumens aufrechtzuerhalten.
  • Es ist außerdem möglich, den Einfluss des kombinierten Widerstandes auf das Kraftstoffeinspritzvolumen zu reduzieren, indem die Impulsbreite entsprechend dem kombinierten Widerstand, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die die Batterie mit der Spule verbindet, und den Widerstand der Spule umfasst, ausgeglichen wird. Dies ermöglicht, die Linearität des Einspritzvolumens aufrechtzuerhalten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein Blockschaltplan, der die elektromagnetische Kraftstoffeinspritzung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 2 ist eine Darstellung, die den Aufbau der Kraftstoffeinspritzeinrichtung und ein Ersatzschaltungsmodell zeigt;
  • 3 ist ein Blockschaltplan, der die elektromagnetische Kraftstoffeinspritzung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
  • 4 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Batteriespannung und dem Spulenstrom sowie die Beziehung zwischen dem Sollstrom und einer Zeittabelle zeigt;
  • 5 ist ein Ablaufplan, der die Funktionsweise der Stromumschalt-Steuereinheit beschreibt;
  • 6 ist eine Darstellung, die den Spulenstrom, die angelegte Spannung und das Einspritzvolumen zeigt, wenn die Batteriespannung, der Widerstand und der Kraftstoffdruck im Normalzustand sind;
  • 7 ist ein Kennliniendiagramm, das die Antriebsbedingungen gemäß dem herkömmlichen Verfahren bei einer niedrigen Batteriespannung zeigt;
  • 8 ist ein Kennliniendiagramm, das die Einspritz-Antriebsbedingungen bei niedriger Batteriespannung durch das Antriebsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 ist ein Kennliniendiagramm, das die Antriebsbedingungen gemäß dem herkömmlichen Verfahren bei einem zunehmenden Widerstand von Spule/Kabelbaum zeigt;
  • 10 ist ein Kennliniendiagramm, das die Antriebsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem zunehmenden Widerstand von Spule/Kabelbaum zeigt;
  • 11 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Spule und Inhalte der Soll-Spitzenstromwert- und Zeittabelle beschreibt;
  • 12 ist ein Kennliniendiagramm, das die Antriebsbedingungen gemäß dem herkömmlichen Verfahren bei einem zunehmenden Kraftstoffdruck zeigt;
  • 13 ist ein Kennliniendiagramm, das die Antriebsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem zunehmenden Kraftstoffdruck zeigt;
  • 14 ist eine Darstellung, um die Beziehung zwischen dem Spulenstrom und jedem optimalen Kraftstoffdruckpunkt sowie Inhalte der Soll-Spitzenstromwert- und Zeittabelle zu beschreiben;
  • 15 ist eine Darstellung, um die Beziehung zwischen der Batterie spannung und jedem optimalen Kraftstoffdruckpunkt sowie Inhalte der Soll-Spitzenstromwert- und Zeittabelle zu beschreiben;
  • 16 ist eine Darstellung, um die Konzepte der Soll-Ip-Abbildung und der Soll-Tp-Abbildung zu beschreiben;
  • 17 ist ein Kennliniendiagramm, um das Verfahren zum Antreiben der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu beschreiben, wenn der Spitzenstrom gehalten wird;
  • 18 ist ein Blockschaltplan, um bei der Konfiguration der Brennkraftmaschine zu beschreiben, wo die in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzeinrichtung angebracht ist; und
  • 19 ist ein Blockschaltplan, um bei der Konfiguration der Brennkraftmaschine zu beschreiben, wo die in 3 gezeigte Kraftstoffeinspritzeinrichtung angebracht ist.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In 1 besitzt eine Brennkraftmaschine, z. B. eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die an dem Fahrzeug, wie etwa ein Personenkraftwagen, angebracht ist, eine Einspritzeinrichtung 10. In dem Kraftstoffbehälter 12 befindlicher Kraftstoff wird durch einen Kraftstoffdurchlass 16 durch den Antrieb eines Kraftstoffbehälters 14 dieser Einspritzeinrichtung zugeführt und Gleichspannungsleistung wird von einer Batterie 18 diesem Antrieb zugeführt. Wenn in eine in die Einspritzeinrichtung 10 eingebaute Spule 20 Strom eingegeben wird, wird der Kraftstoff des Kraftstoffdurchlasses 16 in den Motor (nicht gezeigt) eingespritzt. Mit anderen Worten, die Spannung der Batterie 18 wird ohne Verstärkung durch die Verstärkungsschaltung usw. an die Spule 20 angelegt. Deswegen wird dann, wenn der Widerstand der Stromeingabeschaltung berücksichtigt wird, eine Spannung, die unter der Batteriespannung liegt, an die Spule 20 angelegt.
  • Die Einspritzeinrichtung umfasst im Einzelnen eine zylindrische Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22, die mit dem Kraftstoffdurchlasses 10 verbunden ist, eine zylindrische Führung 24, die in die innere Oberfläche der zylindrischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 eingesetzt ist, einen Spulenkörper 26, der an der äußeren Oberfläche der Führung 24 befestigt ist, eine Spule 20, die an dem Spulenkörper 26 angebracht ist, einen zylindrischen Kern 28, der die äußere Oberfläche der Spule 20 umgibt, ein Joch 30, das an der Spitze des Kerns 28 einteilig mit diesem ausgebildet ist, eine zylindrische Düse 32, die an der inneren Oberfläche des Jochs 30 befestigt ist, einen frei hin und her beweglichen Kolben 34, der in die Düse 32 eingesetzt ist, und eine Rückholfeder 36, die sich angrenzend an den Kolben befindet, wie in 2(a) gezeigt ist. Die Spule 20 ist über einen Anschluss 38 und einen Verbinder 38a mit der Batterie 18 verbunden. Eine Kraftstoffeinspritzöffnung 40 ist an der Spitze der Düse 32 ausgebildet, wobei die Spitze der Düse 32 durch das konische Ventil (Ventilkörper) 42 geöffnet oder geschlossen wird. Dieses Ventil 42 ist an der Spitze des Kolbens 34 einteilig mit diesem ausgebildet. Durch die Aufnahme der elastischen Kraft von der Rückholfeder 36 als ein elastischer Körper schließt das Ventil 42 die Sitzoberfläche (den Ventilsitz) 44. Eine Verwirbelungseinrichtung 46 zum Zerstäuben des Kraftstoffs ist auf halbem Wege zur Spitze des Kolbens 34 vorgesehen. Die Spannung von der Batterie 18 wird an die Spule 18 ange legt. Wenn die Spule 20 angeregt wird, wird von der Spule 20 ein magnetischer Fluss erzeugt. Ein magnetischer Weg, der das Joch 30, den Kern 28 und den Kolben verbindet, wird erzeugt, um eine magnetische Anziehung (elektromagnetische Kraft) zwischen dem Kern 28, dem Joch 30 und dem Kolben 34 zu erzeugen. Eine Kraft zum Öffnen des Ventils wird durch diese magnetische Anziehung gegen die elastische Kraft zum Schließen des Ventils an das Ventil abgegeben. Dann wird das Ventil 42 aus der Sitzfläche 44 freigegeben und Kraftstoff strömt durch die Kraftstoffeinspritzöffnung 40. Die Spule 20 und der Kern 28 können durch das Ersatzschaltungsmodell, das in 2(b) gezeigt ist, dargestellt werden.
  • In der Einspritzeinrichtung 10 gemäß der obigen Konfiguration wird die Last, die durch die Rückholfeder 36 und den Kraftstoffdruck infolge des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs (Kraftstoffdruck) eingestellt ist, auf das Ventil ausgeübt, wenn das Ventil geöffnet ist. Dies erfordert eine stärkere magnetische Anziehung als dann, wenn das Ventil offengehalten wird. Nur dann, wenn diese magnetische Anziehung den Pegel erreicht hat, der größer als die Kraft ist, die die eingestellte Last und die Kraftstoffdruckkraft umfasst, beginnt der Kolben 34 eine Verlagerung. Deswegen muss die Zeit, die erforderlich ist, um zuzulassen, dass eine magnetische Anziehung von der Spule 20 erzeugt wird, minimal gemacht werden, da sie eine Verzögerung beim Öffnen des Ventils 42 bewirkt. Mit anderen Worten, dies erfordert eine rasche Eingabe des Stroms in die Spule 20. Deswegen wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verfahren zum Halten des Spitzenwertes für die Einspritzeinrichtung 10 verwendet, und sowohl der Widerstand als auch die Induktivität der Spule 20 sind auf einen kleinen Wert eingestellt.
  • Wenn das Ventil 42 offen gehalten wird, kann es mit einer kleineren magnetomotorischen Kraft offen gehalten werden als dann, wenn das Ventil 42 geöffnet wird. Das ist der Fall, da Kraftstoff durch das Öffnen des Ventils 42 aus der Kraftstoffeinspritzöffnung 40 strömt, der Druck vor und hinter dem Ventil 42 ausgeglichen wird und die Kraft durch den Kraftstoffdruck reduziert wird. Gleichzeitig wird ein Luftspalt zwischen Kern 28, Joch 30 und Kolben 34 verringert, um dadurch zu bewirken, dass die magnetische Flussdichte dieses Luftspalts zunimmt. Dadurch kann die magnetomotorische Kraft wirkungsvoll verwendet werden. Ferner wird dann, wenn das Ventil 42 nach seinem Öffnen geschlossen wird, die magnetomotorische Kraft zum Halten des Ventils reduziert, indem das Anlegen der Spannung an die Spule 20 unterbrochen wird. Wenn die magnetomotorische Kraft sich unter die eingestellte Last der Rückholfeder 36 reduziert wird, beginnt sich das Ventil zu schließen. Wenn die magnetomotorische Kraft beim geöffneten Ventil übermäßig groß ist, wird das Schließen des Ventils verzögert. Deswegen muss das Ventil 42, wenn es offen gehalten wird, bei einem Strom gehalten werden, der nahe am Grenzwert zum Halten liegt. Darüber hinaus sind der Widerstand und die Induktivität der Spule 20 auf kleine Werte eingestellt. Deswegen wird dann, wenn ein Strom ununterbrochen in die Spule 20 eingegeben wird, wobei die Batteriespannung konstant gehalten wird, ein übermäßiger Strom zur Spule 20 fließen, was eine Reaktionsverzögerung und eine Wärmeerzeugung an der Spule 20 zur Folge hat. Um dieses Problem zu lösen, erfolgt dann, wenn das Ventil 42 offen gehalten wird, eine Steuerung, um sicherzustellen, das der Ventilstrom zum Halten geeignet ist (Haltestrom), während außerdem der Strom zur Spule 20 gesteuert wird.
  • Um die Stromeingabe zur Spule 20 zu steuern, verwendet die vorlie gende Ausführungsform die folgende Konfiguration: Ein Stromerfassungswiderstand 52 ist mit einem Ende der Spule 20 durch den Leistungstransistor 50 verbunden, wie in 1 gezeigt ist. Gleichzeitig ist ein Ende des Stromerfassungswiderstandes 52 mit Masse verbunden und die Diode 54 ist mit beiden Enden des Leistungstransistors 50 antiparallel verbunden.
  • Der Leistungstransistor 50 ist als ein Schaltelement gemeinsam mit dem Stromerfassungswiderstand 52 in die Stromeingabeschaltung, die die Batterie 10 mit der Spule 20 verbindet, eingesetzt. Die Stromsteuerschaltung 56 ist mit der Basis des Leistungstransistors 50 verbunden und die Stromsteuerschaltung 56 ist mit der Motorsteuereinheit 58 und der Stromumschaltungs-Steuereinheit 60 verbunden. Die Motorsteuereinheit 58 ist so beschaffen, dass sie an die Strom-Steuereinheit 56 den Einspritz-Befehlsimpuls (Impulsbreite Ti) ausgibt, der gemäß dem Motorbetriebszustand, wie etwa Drosselklappenöffnung, festgelegt ist. Die Stromsteuerschaltung 56 schaltet den Leistungstransistor 50 in Reaktion auf den Einspritz-Befehlsimpuls ein und beginnt die Eingabe von Strom in die Spule 20. Wenn der in die Spule 20 fließende Strom den Soll-Spitzenstromwert erreicht hat, ist die Konfiguration derart, dass Einschalt/Ausschalt-Operationen des Leistungstransistors 50 wiederholt werden, damit ein Haltestrom, der kleiner ist als der Soll-Spitzenstromwert, in Reaktion auf den Umschaltbefehl von der Stromumschalt-Steuereinheit 60 zu der Spule 20 fließen kann.
  • Die Stromumschalt-Steuereinheit 60 umfasst einen Komparator 62, eine Umschaltstrom-Bestimmungseinheit 64, eine Widerstand-Schätzeinheit 66, eine Soll-Spitzenstromwert-Speichereinheit 68 und einen Zeitgeber 70. Der Komparator 62 ist mit dem Stromerfas sungswiderstand 52 und der Stromsteuerschaltung 56 verbunden. Die Umschaltstrom-Bestimmungseinheit 64 ist mit der Motorsteuereinheit 58, dem Kraftstoffdruck-Sensor 72 und der Batterie 18 verbunden. Die Soll-Spitzenstromwert-Speichereinheit 68 als ein Stromspeichermittel speichert die Daten des Soll-Spitzenstromwertes entsprechend der Batteriespannung, dem Kraftstoffdruck und dem Widerstand des Kabelbaums.
  • Die Umschaltstrom-Bestimmungseinheit 64 erfasst die Ausgangsspannung der Batterie 18 und besitzt eine Funktion als ein Spannungserfassungsmittel, um die Batterie 18 zu erfassen. Sie erfasst gleichzeitig Taktsignale vom Taktgeber 70 und besitzt eine Funktion als ein Messmittel, um die Zeit, die seit dem Beginn der Stromeingabe abgelaufen ist, in Übereinstimmung mit diesen Taktsignalen zu messen. Die Umschaltstrom-Bestimmungseinheit 64 erfasst ferner den Erfassungsdruck des Kraftstoffdruck-Sensors 72 als ein Kraftstoffdruck-Erfassungsmittel, um den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchlass 16 zu erfassen. Sie erfasst gleichzeitig den Widerstand, der von der Widerstandsschätzeinheit 66 geschätzt wird, und zwar den kombinierten Widerstand, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die die Batterie 18 mit der Spule 20 verbindet, und den Widerstand der Spule 20 umfasst; wobei sie diesen Widerstand als Kabelbaumwiderstand erfasst. Sie erfasst von der Soll-Spitzenstromwert-Speichereinheit 68 den Soll-Spitzenstromwert entsprechend den Änderungen von Batteriespannung, Kraftstoffdruck oder Kabelbaumwiderstand und gibt diesen Soll-Spitzenstromwert an den Komparator 62 aus. Sie hat ferner die Funktion eines Impulsausgleichsmittels, das die Impulsbreite Ti des Einspritz-Befehlsimpulses (wobei die Impulsbreite unter der Bedingung eingestellt wird, dass die Batteriespannung im Bereich der Nennspannung liegt, der kom binierte Widerstand den eingestellten Wert angibt und der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchlass den eingestellten Wert angibt) in Übereinstimmung mit Änderungen der Batteriespannung 18, Änderungen des Kabelbaumwiderstandes oder Änderungen des Kraftstoffdrucks ausgleicht. Der Komparator 62 vergleicht das Ausgangssignal des Stromerfassungswiderstandes 52 als ein Stromerfassungsmittel zum Erfassen des zu der Spule 20 fließenden Stroms und den Soll-Spitzenstromwert, der durch die Umschaltstrom-Bestimmungseinheit 64 ausgewählt wird. Wenn der zu der Spule 20 fließende Strom mit dem Soll-Spitzenstromwert übereinstimmt, wird der Umschaltbefehl an die Stromsteuerschaltung 56 ausgegeben. Mit anderen Worten, der Leistungstransistor 50, die Diode 54, die Stromsteuerschaltung 56 und die Stromumschaltungs-Steuereinheit 60 sind so beschaffen, dass sie als ein Kommunikations-Steuermittel dienen.
  • Die in 3 gezeigte Konfiguration kann verwendet werden, wenn ein Umschaltbefehl, der den umzuschaltenden Strom festlegt, von der Stromumschaltungs-Steuereinheit 60 an die Stromsteuereinheit 56 ausgegeben wird. Mit anderen Worten, eine Soll-Umschaltzeitpunkt-Speichereinheit (Zeitverlauf-Speichermittel) 74 ist anstelle der Soll-Spitzenstromwert-Speichereinheit 68 vorgesehen und eine Umschaltzeitpunkt-Bestimmungseinheit 76 ist anstelle der Umschaltstrom-Bestimmungseinheit 64 installiert. Die Umschaltzeitpunkt-Bestimmungseinheit 76 misst die Taktimpulse, die vom Taktgeber 70 kommen, vom Begin der Stromeingabe und gibt den Umschaltbefehl von der Umschaltzeitpunkt-Speichereinheit 72 an die Stromsteuerschaltung 56 unter der Bedingung aus, dass die Zeit, die nach dem Beginn der Stromeingabe abgelaufen ist, mit der Soll-Umschaltzeit übereinstimmt.
  • Wenn nur die Änderungen der Batteriespannung berücksichtigt werden, speichern die Soll-Spitzenstromwert-Speichereinheit 68 und die Soll-Umschaltzeitpunkt-Speichereinheit (das Zeitverlauf-Speichermittel) 74 die Daten des Soll-Spitzenstromwertes und des Soll-Umschaltzeitpunkts, die durch die Beziehung zwischen der Batteriespannung und dem Spulenstrom in Bezug auf Änderungen der Spannung der Batterie 18 festgelegt sind, wie in 4 gezeigt ist.
  • 4(a) veranschaulicht die Kennlinien, die die Beziehung zwischen der Batteriespannung und dem Spulenstrom darstellen, wenn die Spule 20, der Kabelbaumwiderstand und der Kraftstoffdruck auf gewünschte Werte eingestellt sind. 4(a) zeigt, dass der Verlauf des Spulenstroms um den Abfall der Batteriespannung verringert ist. Die in der Figur mit gestrichelter Linie gezeigte Kurve stellt die optimalen Einspritz-Kennlinien dar. Diese Kurve kann entweder durch Experiment oder Simulation erhalten werden. Der Kreuzungspunkt zwischen dieser optimalen Kurve und dem Stromverlauf ist der optimale Soll-Spitzenstromwert bei der jeweiligen Batteriespannung. 4(b) stellt in Form einer Tabelle die Beziehung der in (a) gezeigten Kennlinien dar. Die Werte, die sich in der Richtung verringern, in der sich die Batteriespannung verringert, sind in der Tabelle als Soll-Spitzenstromwerte dargestellt. Die Werte, die in der Richtung zunehmen, in der die Batteriespannung zunimmt, sind als die Zeit dargestellt, um den Spitzenwert zu erreichen, d. h. der Soll-Umschaltzeitpunkt.
  • Die Funktionsweise der Stromumschaltungs-Steuereinheit 60 wird unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 5 beschrieben. Diese Ausführungsform zeigt ein Beispiel, wie der Soll-Spitzenstromwert für jeden ersten Antrieb der Einspritzeinrichtung erreicht werden kann (ein Beispiel, wie der Soll-Spitzenstromwert der (i + 1)-ten Einspritzung aus dem Erfassungsergebnis der i-ten Einspritzung erhalten wird). Zuerst wird die Batteriespannung Vbi vor der i-ten Einspritzung erfasst (Schritt S1). Dann wird für die i-te Einspritzung die Batteriespannung Vbi an die Spule 20 angelegt (Schritt 2). Anschließend werden Taktsignale, die vom Taktgeber 70 kommen, gemessen. Wenn die gemessene Zeit T gleich der voreingestellten Zeit Tc ist, wird der Strom Ip (Vbi), der zur Spule 20 fließt, erfasst (Schritt 3). Dann werden die Daten in der Spalte der Batteriespannungen Vbi aus der Stromantwortwert-Abbildung zum Zeitpunkt Tc in Bezug auf jede Batteriespannung Vb und jeden Widerstand Rc, der in der Widerstandsschätzeinheit 66 gespeichert ist, gesucht (Schritt 4). Dann wird der Widerstandswert Rci, bei dem der Stromwert Ipii dem Spulenstrom Ip (Vbi) am nächsten liegt, als Spulen- und Kabelbaumwiderstand gespeichert (Schritt 5). Daraufhin wird der Ausgangswert des Kraftstoffdrucksensors 72 erfasst und der Kraftstoffdruck Pfi der i-ten Einspritzung wird erfasst (Schritt 6).
  • Die obige Verarbeitung ermöglicht, dass die Batteriespannung Vbi, der Widerstand Rci und der Kraftstoffdruck Pfi bei der i-ten Einspritzung ermittelt werden. Diese Werte werden als Grundlage verwendet, um die Ip-Abbildung in der Widerstandsschätzeinheit 66 zu suchen und den (i + 1)-ten Soll-Spitzenstromwert Ip(i + 1) zu erhalten (Schritt 7). Dann wird die (i + 1)-te Spulenstromeingabe anhand des Soll-Spitzenstromwertes Ip(i + 1) ausgeführt (Schritt 8).
  • Wie oben erläutert wurde, ermöglicht eine Wiederholung der Schritte S1 bis S8, dass die Einspritzeinrichtung 10 immer bei dem optimalen Soll-Spitzenstromwert angetrieben wird.
  • Wenn die Einspritzeinrichtung 10 gemäß dem Soll-Umschaltzeitverlauf anstelle des Soll-Spitzenstromwertes angetrieben wird, werden die Daten der Tp-Abbildung der Soll-Umschaltzeitpunkt-Speichereinheit 74 gesucht, um im Schritt 7 den (i + 1)-ten Soll-Umschaltzeit (Soll-Umschaltzeitpunkt) Tp(i + 1) anstelle des (i + 1)-ten Soll-Spitzenstromwertes Ip(i + 1) zu erhalten. Dann wird die (i + 1)-te Spulenstromeingabe anhand der Soll-Umschaltzeit Tp(i + 1) ausgeführt.
  • Die Ansteuerung des Leistungstransistors 50 wird durch die Stromsteuerschaltung 56 entsprechend dem Soll-Spitzenstromwert oder der Soll-Umschaltzeit (Soll-Umschaltzeitpunkt), die durch die obige Verarbeitung ermittelt wurde, gesteuert. Da in diesem Fall der Spulenstrom, der durch den Stromerfassungswiderstand 52 erfasst wird, kleiner als der Soll-Spitzenstromwert ist oder die Zeit, die durch die Umschaltzeitpunkt-Bestimmungseinheit 76 gemessen wird, noch nicht die Soll-Umschaltzeit erreicht hat, wird der Leistungstransistor 50 durch Einschalt-Signale, die von der Stromsteuerschaltung 56 kommen, im eingeschalteten Zustand gehalten und die Batteriespannung wird ununterbrochen an die Spule 20 angelegt, um den Betrag des Stroms, der zur Spule gesendet wird, zu vergrößern. Wenn der zur Spule fließende Strom der Spitzenstromwert erreicht hat oder wenn die Zeit, die nach dem Beginn der Stromeingabe abgelaufen ist, die Soll-Umschaltzeit erreicht hat, wird der Leistungstransistor 50 erstmals deaktiviert. Dann wiederholt der Leistungstransistor 50 die Einschal/Ausschaltoperationen, damit zu diesem Zeitpunkt der Haltestrom kleiner wird als der Spulenstromwert, wodurch der Strom, der zur Spule 20 gesendet wird, auf dem Haltestromwert gehalten wird. Mit anderen Worten, der zum Offenhalten des Ventils 42 erforderliche Haltestrom wird an die Spule 20 geliefert.
  • Bei der abfallenden Flanke des Einspritz-Befehlsimpulses von der Motorsteuereinheit 58 wird die Stromeingabe in den Leistungstransistor 50 durch die Stromsteuerschaltung 56 unterbrochen, um die Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 10 zu beenden. Selbst wenn in diesem Fall der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert noch nicht erreicht hat oder wenn die abgelaufene Zeit die Soll-Umschaltzeit noch nicht erreicht hat, endet die Stromeingabe in die Spule 20 bei der abfallenden Flanke des Einspritz-Befehlsimpulses und die Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 10 wird beendet.
  • Im Folgenden wird das Antriebsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wenn die Batteriespannung, der Widerstand und der Kraftstoffdruck auf den Normzustand eingestellt sind. Gleichzeitig wird außerdem das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Antriebsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Antriebsverfahren erläutert, wenn die Batteriespannung abgefallen ist, wenn sich der Spulen- und Kabelbaumwiderstand vergrößert hat und wenn der Kraftstoffdruck (Kraftstoffdruck) angestiegen ist.
  • Einstellung von Batteriespannung, Widerstand und Kraftstoffdruck auf Normalzustand
  • 6(a) ist eine Kennliniendarstellung, die ein Beispiel der Einspritzeinrichtung 10 darstellt, die eingeschaltet wird, wenn die Breite T des Einspritz-Befehlsimpulses, der von der Steuereinheit 58 kommt, 1,5 ms beträgt. In diesem Fall ist der Soll-Spitzenstromwert, der aus der Soll-Spitzenstromwert-Speichereinheit 68 gelesen wird, Ip. In der anfänglichen Phase des Beginns der Stromeingabe wird der Leistungstransistor 50 im eingeschalteten Zustand gehalten und die Batteriespannung Vb wird ununterbrochen an die Spule 20 angelegt. Wenn der zu der Spule 20 fließende Strom einen plötzlichen Anstieg aufweist und der Spulenstrom in diesem Zustand Ip erreicht hat, wird der Leistungstransistor 50 durch den Befehl vom Komparator 62 ausgeschaltet und die Spannung zu der Spule 20 wird erstmalig unterbrochen. Es wird angenommen, dass die Zeit in diesem Fall Tp beträgt. Das bewirkt, dass der Spulenstrom unter den Wert Ip verringert wird. In diesem Fall wird der Spulenstrom durch den Stromerfassungswiderstand 52 erfasst. Wenn sich der Spulenstrom unter den optimalen Wert Ih verringert hat, der zum Offenhalten des Ventils 42 erforderlich ist, wird der Leistungstransistor 50 wieder eingeschaltet und die Einschalt/Ausschaltoperation des Spulenstroms 50 wird wiederholt. Wenn die Umschaltzeit 1,5 ms überschritten hat und der Einspritz-Befehlswert angestiegen ist, wird der Leistungstransistor 52 ebenfalls ausgeschaltet, wobei die Stromeingabe zur Spule 20 ebenfalls endet. Dies hat eine Verringerung der magnetischen Anziehung, die von der Spule 20 erzeugt wird, zur Folge. Das Ventil 42 wird durch die Elastizität der Rückholfeder 36 (Federkraft) und den Kraftstoffdruck gegen die Sitzoberfläche 44 gedrückt und die Kraftstoffeinspritzung endet. In diesem Fall ist der Haltestrom als der Strom der Spule 20 der optimale Wert Ih, so dass eine kurze Verzögerung beim Schließen des Ventils realisiert werden kann.
  • 6(c) ist ein Kennliniendiagramm für das Einspitzvolumen, wobei die Breite Ti (ms) des von der Motorsteuereinheit 58 kommenden Einspritz-Befehlsimpulses auf der horizontalen Achse dargestellt ist und das Einspritzvolumen in diesem Fall der vertikalen Achse zugeordnet ist. Wenn das Ventil geöffnet ist, ist der Soll-Spitzenstromwert auf den optimalen Wert Ip gesetzt und der Haltestrom ist auf den optimalen Wert Ih gesetzt. Dadurch ist es möglich, die Kennlinien so zu realisieren, dass das Volumen der Einspritzung entsprechend der Zunahme der Breite des Einspritz-Befehlsimpulses, wenn das Ventil geöffnet ist, eine lineare Zunahme aufweist.
  • Abfall der Batteriespannung
  • Die 7(a) und 7(b) sind Kennliniendiagramme, die Änderungen des Spulenstroms und der angelegten Spannung zeigen, wobei der Sollstrom Ip unverändert gehalten wird, selbst wenn die Batteriespannung abfällt, wobei der Widerstand und der Kraftstoffdruck gegenüber dem Zustand von 6 unverändert bleiben.
  • Der Anstieg des Spulenstroms ist in den 7(a) und 7(b) weniger steil, wenn sich die Batteriespannung von Vb auf Vb1 verringert. Das hat zur Folge, dass der Spulenstrom den Wert Ip viel später als zu Zeitpunkt Tp erreicht, wobei der Zeitpunkt Tp1 auftritt. Dann wird das Anlegen der Batteriespannung Vb1 vorübergehend unterbrochen, wodurch der Spulenstrom kleiner als Ip wird. Der Strom wird durch den Stromerfassungswiderstand 52 erfasst und wenn der Spulenstrom auf einen Wert unter den Stromwert, der zum Offenhalten des Ventils 42 erforderlich ist, verringert wird, wird der Leistungstransistor 50 wieder eingeschaltet, woraufhin der Spulenstromwert Ih ist. Um das zu realisieren, wird die Schaltoperation des Leistungstransistors 50 ausgeführt, um den Prozess zum Anlegen der Spannung Vb1 an die Spule 20 und den Prozess ihrer Unterbrechung abwechselnd zu wiederholen.
  • 7(c) ist ein Kennliniendiagramm des Einspritzvolumens, bei dem die Breite Ti (ms) des Einspritz-Befehlsimpulses, der von der Mo torsteuereinheit 58 kommt, auf der horizontalen Achse dargestellt ist und das Einspritzvolumen bei der auf Vb11 verringerten Batteriespannung der vertikalen Achse zugeordnet ist. Wie in 7(a) gezeigt ist, hat ein Abfall der Batteriespannung einen späteren Anstieg des Spulenstroms und eine Verzögerung der Ventilöffnungszeit zur Folge. Dies verzögert außerdem den Anstieg des Einspritzvolumens, wie in (c) gezeigt ist. Deshalb ist dann, wenn das Ventil geöffnet ist, der Druck um das Ventil 42 ausgeglichen und die auf das Ventil 42 ausgeübte Kraft ist kleiner, wie oben erläutert wurde. Wie in 6 gezeigt ist, wird der Stromwert dann, wenn die Batteriespannung nicht reduziert wird, unmittelbar zum Haltestrom Ih. Wenn die Batteriespannung jedoch niedrig ist, ist die Stromeingabezeit Tp1 oder größer. Wenn sie Tp1 beträgt oder kleiner ist, steigt der Stromwert I weiter in der Form Ih < I < Ip an. Deswegen ist die magnetische Anziehung übermäßig groß im Vergleich zu dem Fall von I = Ih. Folglich wird die Stromeingabe angehalten, wenn der Einspritzimpuls unter diesen Bedingungen eine ansteigende Flanke aufweist. Durch eine übermäßige magnetische Anziehung wird jedoch die Verzögerung beim Schließen des Ventils größer.
  • Die Kennlinie des Einspritzvolumens wird in diesem Fall durch die Befehlsimpulsbreite von 0,5 ms bis 1 ms wiedergegeben. Bevor die Zeit Tp1 erreicht wird, gibt es eine größere Verzögerung beim Schließen des Ventils als bei normaler Batteriespannung und die Ventilöffnungszeit ist verlängert. Folglich wird die Ventilöffnungszeit in Bezug auf die gleiche Impulsbreite länger als bei normaler Batteriespannung (bei Nennspannung) und das Einspritzvolumen steigt während dieser Zeit mit dem Ergebnis an, dass eine nach oben konvexe Kennlinie auftritt. Diese Kennlinie verschlechtert die Linearität und das minimale Einspritzvolumen steigt im steuerbaren Bereich an. Die Anwendung bei einem Motor mit geringem Kraftstoffverbrauch wird schwierig. Ein weiterer Abfall der Batteriespannung hat zur Folge, dass der Spulenstrom bei der maximalen Einspritz-Befehlsimpulsbreite den Wert Ip nicht erreichen kann, mit dem Ergebnis, dass der geeignete Stromwert Ih, der zum Offenhalten des Ventils erforderlich ist, nicht erreicht werden kann. Die Stromeingabe kann enden, wenn der Strom auf einem hohen Wert gehalten wird. Wenn dies eintritt, gibt es eine wesentliche Verschlechterung der Linearität des Einspritzvolumens. Ferner kann ein mittelmäßig hoher Strom für eine lange Zeit eingegeben werden, wobei eine Wärmeerzeugung oder ein Abbrand auftreten kann.
  • 8 ist dagegen ein Kennliniendiagramm, bei dem ein niedriger Wert als ein Soll-Spitzenstromwert entsprechend dem Abfall der Batteriespannung ausgewählt wurde, wenn die Batteriespannung abgefallen ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Zeit, bevor der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert erreicht, als Tp2 angenommen werden, indem der Soll-Spitzenstrom auf den Wert Ip1 (< Ip) gesetzt wird, der ein Optimum für die Batteriespannung Vb1 (< Vb) bei einem Abfall der Batteriespannung darstellt, wie in 8 gezeigt ist. Dies stellt gleichzeitig einen frühen Übergang des Spulenstroms auf den Stromwert Ih sicher, der zum Offenhalten des Ventils 42 geeignet ist. Der optimale Spitzenstrom Ip1 (Soll-Spitzenstrom) für diese Batteriespannung Vb1 kann ferner entweder experimentell durch Prüfungen der Kennlinien der Einspritzeinrichtung oder durch Simulation erhalten werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Soll-Spitzenstromwert beim Öffnen des Ventils auf den optimalen Wert Ip1 gesetzt und der Haltestrom ist auf den optimalen Wert Ih gesetzt. Dadurch kann realisiert werden, dass die Kennlinie des Einspritzvolumens linear ansteigt entsprechend dem Ansteigen der Breite des Einspritz-Befehlsimpulses, wenn das Ventil geöffnet ist.
  • Wenn Kraftstoff gemäß der in 8(c) mit durchgehender Linie gezeigten Kennlinie eingespritzt wird, kann sich aus dem Abfall der Batteriespannung eine Verzögerung der Ventilöffnung ergeben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Versatz Ts1 zu der Impulsbreite Ti addiert, um die Einspritz-Befehlsimpulsbreite Ti bei einem Abfall der Batteriespannung auszugleichen. Eine Optimierung der Kennlinie des Einspritzvolumens kann durch eine Stromeingabe in Reaktion auf den Einspritz-Befehlsimpuls mit der ausgeglichenen Impulsbreite sichergestellt werden. Wenn z. B. die Breite des erforderlichen Einspritz-Befehlsimpulses der Motorsteuereinheit 58 TiO ms beträgt, wird die Stromeingabezeit auf (TiO + Ts1) ms ausgeglichen. Dies ermöglicht, die Kennlinie des Einspritzvolumens so zu halten, dass sie die optimale Linearität besitzt, während der Einfluss des Abfalls der Batteriespannung minimal gemacht ist.
  • Zunahme des Widerstands von Spule und Kabelbaum
  • Die Fig. (a) und (b) zeigen die Kennlinie des Spulenstroms und der angelegten Spannung bei Ansteuerung der Spule 20 mit dem Soll-Spitzenstrom Ip, der unter den gleichen Bedingungen wie in 6 gehalten wird, wenn der Widerstand von Spule und Kabelbaum angestiegen ist, während die Batteriespannung und der Kraftstoffdruck zu dem in 6 gezeigten Normalzustand unverändert gehalten werden.
  • Wenn der Widerstand angestiegen ist und in 9 den Wert R1 erreicht, wird der Anstieg des zu der Spule 20 fließenden Stroms verringert. Das ist der Fall, da der konvergierende Wert reduziert wird, obwohl die Zeitkonstante der elektrischen Schaltung, die mit der Spule und dem Kabelbaum gebildet wurde, verbessert ist. In 9(a) kann Vb/R1 den Wert Ip nicht erreichen, selbst wenn die Batteriespannung Vb angelegt wird, und die Batteriespannung Vb wird über die Breite Ti (hier 1,5 ms) des Einspritz-Befehlsimpulses angelegt. Ohne den optimalen Haltestrom Ih zu erreichen, wird der Spulenstrom zu Vb/R1 (> Ih) während der Breite Ti (hier 1,5 ms) des Einspritz-Befehlsimpulses.
  • 9(c) ist ein Kennliniendiagramm des Einspritzvolumens, bei dem die Breite Ti (ms) des Einspritz-Befehlsimpulses, der von der Motorsteuereinheit 58 kommt, auf der horizontalen Achse aufgetragen ist und das Einspritzvolumen bei dem auf R1 angestiegenen Widerstand der vertikalen Achse zugeordnet ist. Wie in 9(a) gezeigt ist, ist die Spanne für den Anstieg des Spulenstroms verringert und die Ventilöffnungszeit ist verzögert. Dies verzögert den Anstieg des Einspritzvolumens, wie in (c) gezeigt ist. Wenn das Ventil geöffnet ist, ist deshalb der Druck um das Ventil 42 ausgeglichen und die auf das Ventil 42 ausgeübte Kraft ist reduziert, wie oben erläutert wurde.
  • Wie in 6 gezeigt ist, wird der Stromwert sofort zum Haltestrom Ih, wenn der Widerstand nicht ansteigt. Wenn der Widerstand ansteigt, fließt jedoch der Spulenstrom I ununterbrochen in dem Zustand von Ih < 1 = Vb/Rh < Ip. In diesem Zustand ist er übermäßig groß im Vergleich zu dem Fall, bei dem die magnetische Anziehung der Spule 20 I = Ih beträgt. Folglich wird die Stromeingabe angehal ten, wenn der Einspritzimpuls abfällt. Die Verzögerung beim Schließen des Ventils wird jedoch durch eine übermäßige magnetische Anziehung vergrößert. Dieses Phänomen wird durch die Volumeneinspritzung in (c) wiedergegeben. Mit anderen Worten, das Ansteigen des Widerstandes hat ein Schließen des Ventils zur Folge, das durch die übermäßige magnetische Anziehung infolge des übermäßigen Stroms verzögert ist. Eine längere Ventilöffnungszeit ist erforderlich, wenn der Widerstand normal ist. Folglich ist die Ventilöffnungszeit für ein und dieselbe Impulsbreite länger, wenn die Batteriespannung normal (auf Nennspannung) ist. Das Einspritzvolumen ist vergrößert mit dem Ergebnis, dass eine nach oben konvexe Kennlinie erscheint. Gleichzeitig tritt eine Kennlinie mit plötzlichem Anstieg für die Impulsbreite auf. Diese Kennlinie verschlechtert die Linearität und das minimale Einspritzvolumen steigt in den steuerbaren Bereich mit dem Ergebnis an, dass eine Anwendung bei einem Motor mit geringem Kraftstoffverbrauch schwierig ist. Ferner kann bei dieser Bedingung der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert Ip für die Breite des maximalen Einspritz-Befehlsimpulses nicht erreichen und der optimale Stromwert Ih zum Halten des Ventils 42 wird nicht erreicht. Die Stromeingabe endet bei einem großen Strom. Ferner kann eine Wärmeerzeugung oder ein Abbrennen infolge einer dauerhaften Stromeingabe bei einem mittelmäßig großen Strom auftreten.
  • 10 zeigt die sich ergebende Kennlinie, wenn ein niedriger Soll-Spitzenstromwert ausgewählt ist entsprechend dem Widerstandsanstieg, falls ein Ansteigen des Widerstandes auftritt.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Soll-Spitzenstrom auf einen Wert Ip2 (< Ip) gesetzt, der für einen Widerstand R1 optimal ist, wenn der Widerstand zugenommen hat, wie in 10 gezeigt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Zeit, bis der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert erreicht, Tp3 beträgt. Dies sichert einen frühen Übergang des Haltestroms, der zum Halten des Ventils 42 erforderlich ist, auf den Stromwert Ih. Der optimale Spitzenstrom Ip2 (Soll-Spitzenstromwert) für diesen Widerstand R kann entweder experimentell durch Prüfung der Kennlinien der Einspritzeinrichtung oder durch Simulation erhalten werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Soll-Spitzenstromwert auf den optimalen Wert Ip gesetzt, wenn das Ventil geöffnet ist. Da der Haltestrom auf den optimalen Wert Ih gesetzt ist, kann die Kennlinie mit linearem Anstieg des Einspritzvolumens entsprechenden dem Anstieg der Breite des Einspritz-Befehlsimpulses realisiert werden, wenn das Ventil geöffnet ist.
  • Wenn Kraftstoff von der Einspritzeinrichtung 10 gemäß der Einspritzvolumen-Kennlinie, die in 10(c) durch die durchgehende Linie angegeben ist, eingespritzt wird, kann infolge einer Zunahme des Widerstandes eine Verzögerung der Ventilöffnung auftreten. In diesem Fall wird der Versatz Ts2 zur Impulsbreite Ti addiert, um die Breite Ti des Einspritz-Befehlsimpulses auszugleichen, wodurch die Einspritzvolumen-Kennlinie von den mit durchgehender Linie angegebenen Kennlinien zu den mit gestrichelten Linien angegebenen Kennlinien geändert werden. Wenn die Breite des Einspritz-Befehlsimpulses, die von der Motorsteuereinheit 58 gefordert wird, z. B. TiO ms beträgt, kann die Einspritzvolumen-Kennlinie mit einem minimalen Einfluss des erhöhten Widerstandes durch die Korrektur der Stromeingabezeit auf (TiO + Ts2) ms realisiert werden.
  • 11(a) zeigt die Beziehung zwischen dem Widerstand von Spule und Kabelbaum und der Spulenstromantwort, wenn Batteriespannung und Kraftstoffdruck auf gewünschte Wert eingestellt sind. Aus dieser Figur wird deutlich, dass eine Zunahme des Widerstandes von Spule und Kabelbaum eine Verringerung des Stromkonvergenzwertes bedeutet. Eine gestrichelte Linie in der Figur bezeichnet die Kurve, bei der die Einspritzvolumen-Kennlinie optimal gemacht wurde. Diese Kurve kann entweder experimentell oder durch Simulation erhalten werden. Der Schnittpunkt zwischen diesem optimalen Strom und der Stromantwort ist der optimale Soll-Spitzenstromwert für alle Widerstände von Spule und Kabelbaum.
  • In 11(b) ist diese Beziehung in Tabellenform dargestellt. Diese Daten sind in der Soll-Spitzenstrom-Speichereinheit 68 und der Soll-Umschaltzeit-Speichereinheit 74 gespeichert. Der optimale Soll-Spitzenstromwert kann eindeutig festgelegt werden, indem die Batteriespannung und die Stromeingabe festgelegt werden. Diese Beziehung ist in der Soll-Umschaltzeit-Speichereinheit 74 als Daten der Soll-Umschaltzeit gespeichert. Die Daten der Soll-Spitzenstrom-Tabelle, die in 11(b) gezeigt ist, sind als ein Wert angegeben, der sich in der Richtung verringert, in der der Widerstand zunimmt. Die Spitzenwertankunftszeit (Soll-Umschaltzeit) ist als ein Wert angegeben, der in der Richtung zunimmt, in der der Widerstand zunimmt. Mit anderen Worten kann die Einspritzvolumen-Kennlinie verbessert werden, indem der Soll-Spitzenstrom verringert oder die Soll-Umschaltzeit anhand der in der Tabelle gespeicherten Daten verzögert wird, wenn der Widerstand von Spule und Kabelbaum zugenommen hat.
  • Zunahme des Kraftstoffdrucks
  • Die 12(a) und (b) sind Kennliniendiagramme, die die Kennlinien des Spulenstroms und der bei der Ansteuerung der Spule 20 angelegten Spannung zeigen, wobei der Soll-Strom Ip im gleichen Zustand wie in 6 gehalten wird, wenn der Kraftstoffdruck, der der Einspritzeinrichtung 10 zugeführt wird, so zunimmt, dass er Pf1 erreicht, wobei die Batteriespannung und der Widerstand gegenüber dem Zustand von 6 unverändert sind. Selbst wenn der Kraftstoffdruck zugenommen hat, ändert sich die elektrische Schaltung nicht gegenüber dem Zustand der Batteriespannung und des Widerstandes von Spule/Kabelbaum, wenn der Soll-Strom Ip unverändert gehalten wird. Deshalb bleibt die Strom-Signalform und die zu erzeugende magnetische Anziehung gegenüber dem Zustand von 6 unverändert. Die Kraft, die auf das Ventil 42 ausgeübt wird, wird jedoch um den Kraftstoffdruck vergrößert, so dass das Ventil 42 sofort geschlossen wird, wenn es geringfügig geöffnet wird.
  • 12(c) ist ein Kennliniendiagramm für das Einspritzvolumen, bei dem die Breite Ti (ms) des Einspritz-Befehlsimpulses, der von der Motorsteuereinheit 58 kommt, an der horizontalen Achse aufgezeichnet ist und das Einspritzvolumen bei erhöhtem Kraftstoffdruck der vertikalen Achse zugeordnet ist. Die in (c) gezeigte Einspritzvolumen-Kennlinie gibt einen konstanten Wert in Bezug auf die Breite Ti des Einspritz-Befehlsimpulses an. Dies zeigt, dass das Ventil trotz einer lang anhaltenden Stromeingabezeit nicht geöffnet werden kann, nachdem das Ventil 42 nach einer Öffnung geschlossen wurde. Es ist unmöglich, das Einspritzvolumen durch die Stromeingabe zu steuern. Mit anderen Worten, gemäß dem Verfahren zum Halten des Spitzenwertes, das dem herkömmlichen Verfahren ähnlich ist, öffnet das Ventil beim Auftreten eines Kraftstoffdrucks nicht und das Einspritzvolumen kann nicht durch die Stromeingabezeit gesteuert werden.
  • 13 zeigt dagegen die Kennlinienergebnisse, die sich ergeben, wenn der Kraftstoffdruck zunimmt und der Soll-Spitzenstromwert entsprechend dem erhöhten Kraftstoffdruck zunimmt.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Ventil geöffnet werden durch Ändern des Soll-Spitzenstroms auf den Wert Ip3 (> Ip), der für den Kraftstoffdruck Pf1 bei einem erhöhten Kraftstoffdruck optimal ist, wie in 13 gezeigt ist. Der optimale Spitzenstrom Ip3 in Bezug auf diesen Kraftstoffdruck Pf1 kann entweder experimentell durch Prüfung der Einspritzeinrichtung oder durch Simulation erhalten werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird der Soll-Spitzenstromwert dann, wenn das Ventil 42 geöffnet ist, auf den optimalen Wert Ip3 gesetzt und der Haltestrom wird auf Ih gesetzt. Dadurch ist es möglich, die Kennlinie so zu realisieren, dass das Einspritzvolumen entsprechend der Zunahme der Breite Ti des Einspritz-Befehlsimpulses linear zunimmt, wenn das Ventil geöffnet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht die Verwendung des oben beschriebenen Ansteuerungsverfahrens, dass Kraftstoff gemäß der Einspritzvolumen-Kennlinie Q1 eingespritzt wird, die in 13 durch die durchgehende Linie angegeben ist. Die Einspritzung von Kraftstoff gemäß der durch die durchgehende Linie angegebenen Einspritzvolumen-Kennlinie kann jedoch eine Verzögerung beim Öffnen des Ventils 42 entsprechend dem gestiegenen Kraftstoffdruck bewirken. In diesem Fall wird der Versatz Ts3 zur Impulsbreite Ti addiert, um die Impulsbreite Ti auszugleichen, und Strom wird in die Spule 20 gemäß dem korrigierten Einspritz-Befehlsimpuls eingegeben, um die Einspritzmenge auszugleichen. Dadurch ist es möglich, Kraftstoff gemäß der optimalen Einspritzvolumen-Kennlinie, die durch die Kennlinie Q3 angegeben ist, einzuspritzen. Wenn z. B. die Breite des Einspritz-Befehlsimpulses, der von der Motorsteuereinheit 58 gefordert wird, TiO ms beträgt, wird die Stromeingabezeit auf (TiO + Ts3) ms geändert und diese korrigierte Stromeingabezeit wird durch die Quadratwurzel √Kp der Verstärkung des Referenz-Kraftstoffdrucks dividiert. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Einspritzvolumen-Kennlinie bei einem minimalen Einfluss des erhöhten Kraftstoffdrucks zu realisieren, indem die Stromeingabezeit auf (TiO + Ts3)/√Kp korrigiert wird, wie durch die Kennlinie Q3 in 13(c) angegeben ist.
  • Die Kennlinien, die in 14 angegeben sind, berücksichtigen, wann der Soll-Spitzenstromwert und die Spitzenwertankunftszeit (Soll-Umschaltzeit) entsprechend dem erhöhten Kraftstoffdruck eingestellt werden.
  • 14(a) zeigt, dass der Stromwert, der die Einspritzvolumen-Kennlinie bei jedem Kraftstoffdruck optimiert, in Abhängigkeit von der Stromantwort dargestellt ist, wobei die Batteriespannung und der Widerstand von Spule/Kabelbaum auf gewünschte Werte eingestellt sind. Jeder Punkt kann entweder experimentell oder durch Simulation erhalten werden. Jeder Funkt dient als optimaler Soll-Spitzenstromwert bei jedem Kraftstoffdruck. 14 stellt in Tabellenform die in (a) gezeigte Beziehung dar. Der optimale Soll-Spitzenstromwert kann ferner durch Festlegung von Batteriespannung und Stromeingabezeit eindeutig bestimmt werden. Wenn diese Beziehung verwendet wird, werden Daten, die diese Tabelle betreffen, in der Soll-Um schaltzeit-Speichereinheit 74 gespeichert. Wie in (b) gezeigt ist, sind die Werte, die in der Richtung von zunehmendem Kraftstoffdruck größer werden, als die Daten zugewiesen, die in der Soll-Spitzenstrom-Tabelle gespeichert sind. Die Werte, die in der Richtung von zunehmendem Kraftstoffdruck größer werden, sind außerdem als die Daten der Spitzenwert-Ankunftszeit (Soll-Umschaltzeit) zugewiesen.
  • Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzvolumen-Kennlinie verbessert werden, indem der Soll-Spitzenstromwert vergrößert wird oder indem die Soll-Umschaltzeit verzögert wird, wenn eine Zunahme des Kraftstoffdrucks auftritt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform soll "Ih" den Haltestrom darstellen, wobei keine Änderungen in Bezug auf die Zunahme des Kraftstoffdrucks auftreten; er kann jedoch in Bezug auf die Zunahme des Kraftstoffdrucks geändert werden.
  • Es wurde auf den Fall Bezug genommen, bei dem in dieser Ausführungsform jeweils die Batteriespannung, der Widerstand und der Kraftstoffdruck geändert werden. Es wird eine plötzliche Änderung des Kraftstoffdrucks und der Batteriespannung in der normalen Betriebsart berücksichtigt. Für den Kraftstoffdruck gibt es z. B. ein System für veränderlichen Kraftstoffdruck in Bezug auf die Motordrehzahl, Lastbedingungen und dergleichen. Normalerweise gibt es Fälle, bei denen eine plötzliche Änderung der Batteriespannung durch eine plötzliche Änderung der elektrischen Lasten bewirkt wird.
  • 15 zeigt die Abbildungsbeziehung zwischen dem Soll-Spitzenstromwert und der Soll-Umschaltzeit in Bezug auf die Batteriespannung bzw. und einen Kraftstoffdruck von 7 Mpa (Megapascal) bis 12 MPa, wobei der Widerstand konstant gehalten wird und die Batteriespannung sich von 6 auf 14 Volt ändert. Diese optimalen Punkte des Kraftstoffdrucks bei jeder Spannung sind dargestellt und sind für jeden Kraftstoffdruck verbunden, um die optimale Kurve für die Einspritzvolumen-Kennlinie bei jedem Kraftstoffdruck zu erhalten. Jeder Punkt kann entweder experimentell oder durch Simulation erhalten werden. Die Abbildung von 15(b) ist eine zweidimensionale Abbildung der Batteriespannung und des Kraftstoffdrucks. Wenn diese Abbildung für alle Widerstandswerte übereinander gestapelt werden, erhält man eine dreidimensionale Abbildung der Sollwerte Ip bzw. eine dreidimensionale Abbildung der Sollwerte Tp.
  • 16(a) ist eine konzeptionelle Darstellung, die die Abbildung der Sollwerte Ip zeigt, 16(b) ist jene der Abbildung der Sollwerte Tp. Die Abbildung der Sollwerte Ip und die Abbildung der Sollwerte Tp sind dreidimensionale Abbildungen, die auf drei Argumenten beruhen: Batteriespannung, Widerstand von Spule/Kabelbaum und Kraftstoffdruck.
  • Wenn bewirkt wird, dass die numerischen Werte, die in 16(a) in der Abbildung der Sollwerte I gespeichert sind, einander für jede Achse entsprechen, werden die Daten in der Soll-Spitzenstrom-Speichereinheit 68 in den folgenden Richtungen gespeichert: in der Richtung von abnehmendem Soll-Spitzenstrom für abnehmende Batteriespannung, in der Richtung von abnehmendem Soll-Spitzenstrom für zunehmenden Widerstand und in der Richtung von zunehmendem Soll-Spitzenstrom für zunehmenden Kraftstoffdruck.
  • Wenn bewirkt wird, dass die numerischen Werte, die in 1b(b) in der Abbildung der Sollwerte Tp gespeichert sind, einander für jede Achse entsprechen, werden die Daten in der Soll-Umschaltzeit-Speichereinheit 74 in den folgenden Richtungen gespeichert: in der Richtung von verlängerter Soll-Umschaltzeit für abnehmende Batteriespannung Vb, in der Richtung von verlängerter Soll-Umschaltzeit für zunehmenden Widerstand und in der Richtung von verlängerter Soll-Umschaltzeit für zunehmenden Kraftstoffdruck.
  • 17 ist ein Kennliniendiagramm, das das Ansteuerungsverfahren zeigt, bei dem das Umschalten bei einem Spitzenstromwert Ip ausgeführt wird, wenn das Ventil geöffnet ist, und daraufhin der Spitzenstrom gehalten wird. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf ein derartiges Ansteuerungsverfahren angewendet werden. In diesem Fall wird außerdem die Zeit Tp5 zum Freigeben des Haltens des Soll-Spitzenstromwertes Ip zusätzlich zum Soll-Spitzenstromwert Ip gespeichert. Der Wert wird umgeschaltet, um den optimalen Wert in Bezug auf Änderungen der Batteriespannung, des Widerstandes und des Kraftstoffdrucks sicherzustellen. Dieser optimale Wert kann entweder experimentell oder durch Simulation erhalten werden. Ausgehend von den Einstellungen der oben erwähnten Ip-Abbildung und Tp-Abbildung wird die Zeit Tp5 zum Freigeben des Haltens in Form von numerischen Werten gespeichert, die in der Richtung der ablaufenden Zeit für eine abnehmende Batteriespannung, in der Richtung der ablaufenden Zeit für einen zunehmenden Widerstand und in der Richtung der ablaufenden Zeit für einen zunehmenden Kraftstoffdruck eingestellt sind.
  • Die obige Beschreibung betrifft das Verfahren zum Suchen der Ip-Abbildung und der Tp-Abbildung, wenn in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen der Soll-Spitzenstromwert und die Soll-Umschaltzeit entsprechend der Batteriespannung und des Kraftstoff drucks gesucht werden. Wenn der Abbildungsinhalt ohne Umkehrpunkte oder singuläre Punkte stark monoton ist, kann die Dimension der Abbildung weggelassen werden oder es kann eine Kompensation durch Interpolation oder einen mathematischen Ausdruck verwendet werden.
  • In allen diesen Ausführungsformen beschreibt das oben Stehende den Fall, bei dem als Batterie eine einzelne Batterie 18 verwendet wird. Wenn als Batterien mehrere Batterien mit unterschiedlichen Spannungen, z. B. 42 V- und 14 V-Batterien installiert sind, ist es außerdem möglich, eine Batterieauswahlschaltung zwischen jeder der Batterien und der Spule 20 vorzusehen und im Anfangsstadium der Ventilöffnung eine Spannung von der Hochspannungsbatterie (42 Volt) an die Spule 20 anzulegen und einen Strom von der Wiederspannungsbatterie (14 Volt) in die Spule 20 einzugeben, wenn der Haltestrom zu der Spule 20 geleitet werden soll. In diesem Fall wird die Spannung der Hochspannungsbatterie (42 Volt) von der Stromumschalt-Steuereinheit 60 überwacht. Beim Auftreten dieser Spannung wird der Soll-Spitzenstromwert reduziert und die Soll-Umschaltzeit wird verlängert. Durch diesen Prozess können ähnliche Wirkungen wie bei den Ausführungsformen erreicht werden.
  • Unter Bezugnahme auf 18 beschreibt das Folgende die Ausführungsform, bei der die in 1 gezeigte elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung bei der im Fahrzeug vorhandenen Brennkraftmaschine angewendet wird. In 18 umfasst ein Motor 100, der die Brennkraftmaschine bildet, eine Zündeinrichtung 102, eine Ansaugeinheit 104, eine Abgaseinheit 106, einen Zylinder 108 und einen Kolben 110. Der Zylinder 108 weist eine daran angebrachte Einspritzeinrichtung 10 auf. Eine Förderpumpe 112, ein Druckregler 114 und dergleichen sind zusammen mit dem Kraftstoffdrucksensor 72 und der Kraftstoffpumpe 14 an dem Kraftstoffdurchlass 16 angeordnet, der zwischen dieser Einspritzeinrichtung 10 und dem Kraftstoffbehälter 12 verbindet. Der Zylinder 108 nimmt einen frei hin und her beweglichen Kolben 110 auf. Die Ansaugeinheit 104 zum Einleiten von Luft in den Zylinder 108, die Abgaseinheit 106 zum Entladen von Abgas aus dem Zylinder 108, die Einspritzeinrichtung 10 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 108 und die Zündeinrichtung 102 zum Zünden von Kraftstoff in dem Zylinder 108 sind um diesen Zylinder 108 angeordnet.
  • Diese Brennkraftmaschine ist so ausgelegt, dass der in dem Kraftstoffbehälter 12 befindliche Kraftstoff, nachdem er durch den Antrieb der Förderpumpe 12 in die Kraftstoffpumpe 14 geleitet wurde, durch den Antrieb der Kraftstoffpumpe 14 in einem Zustand mit Druckbeaufschlagung durch den Kraftstoffdurchlass 16 zu der Einspritzeinrichtung 10 geleitet wird. Die Motorsteuereinheit 58 bestimmt den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzspannung entsprechend verschiedenen Arbeitsbedingungen des Motors 10 anhand von Informationen, die von verschiedenen (nicht gezeigten) Sensoren erhalten werden, und sendet den Einspritz-Befehlsimpuls entsprechend dieser Bestimmung an die Stromsteuereinheit 56. Die Stromsteuereinheit 56 schaltet den Leistungstransistor 50 in Reaktion auf den Einspritz-Befehlsimpuls ein, so dass ein Strom in den Leistungstransistor 50 eingegeben wird. Bei dem Prozess der Vergrößerung des Stroms, der zu der Spule 20 in der Einspritzeinrichtung 10 fließt, nachdem der Leistungstransistor 50 eingeschaltet wurde, wird der Soll-Spitzenstromwert entsprechend der Batteriespannung, dem Kraftstoffdruck und dem Widerstand von Spule/Kabelbaum aus der Soll-Spitzenstrom-Speichereinheit 68 ausgelesen. Wenn zwischen dem ausgele senen Soll-Spitzenstrom und dem zu der Spule 20 fließenden Strom eine Übereinstimmung festgestellt wird, wird der zum Leistungstransistor 50 fließende Strom durch den Umschaltbefehl vom Komparator 62 zu dem Haltestrom umgeschaltet. Dann stößt die Einspritzeinrichtung 10 den Kraftstoff mit dem optimalen Einspritzvolumen entsprechend verschiedenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine aus.
  • 19 zeigt einen Blockschaltplan, der eine Ausführungsform zeigt, wenn die elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die in 3 angegeben ist, bei der Brennkraftmaschine angewendet wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Einschaltsignal von der Stromsteuerschaltung 56 in Reaktion auf den Einspritz-Befehlsimpuls, der von der Motorsteuereinheit 58 kommt, zu dem Leistungstransistor 50 gesendet. Nach dem Beginn der Stromeingabe in die Spule 20 der Einspritzeinrichtung 10 wird die Zeit, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, von der Umschaltzeit-Bestimmungseinheit 76 gemessen. In der Umschaltzeit-Bestimmungseinheit 76 wird der Soll-Umschaltzeitpunkt (Soll-Umschaltzeit) entsprechend der Batteriespannung, des Kraftstoffdrucks und des Widerstandes von Spule/Kabelbaum aus der Soll-Umschaltzeit-Speichereinheit 74 ausgelesen. Wenn zwischen dem Soll-Umschaltzeitpunkt und der Zeit, die durch die Umschaltzeit-Bestimmungseinheit 76 gemessen wird, eine Übereinstimmung festgestellt wird, wird der zur Spule 20 fließende Strom zu dem Haltestrom umgeschaltet. Dies ermöglicht, dass die Einspritzeinrichtung 10 Kraftstoff gemäß der optimalen Einspritzvolumen-Kennlinie entsprechend verschiedenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine ausstößt.
  • Der Motor mit Zylinderdirekteinspritzung wurde gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß den verschiedenen Ausführungsformen kann außerdem bei anderen Motortypen angewendet werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht, dass die Spule mit der optimalen Antriebsstrom-Signalform entsprechend den Änderungen von Batteriespannung, Widerstand von Spule/Kabelbaum und Kraftstoffdruck angesteuert wird. Dies ermöglicht, für jede Betriebsart die optimale Kraftstoffeinspritz-Kennlinie zu erhalten.
  • Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht die optimale Kraftstoffeinspritzung entsprechend jeder Betriebsart in Übereinstimmung mit Batteriespannung, Widerstand von Spule/Kabelbaum und Kraftstoffdruck in der Brennkraftmaschine, die mit der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgerüstet ist. Das schafft eine Brennkraftmaschine, die durch niedrige Kraftstoffkosten und eine hohe Leistung gekennzeichnet ist.
  • In der Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf die 4 und 11 beschrieben wurde, werden sowohl der Soll-Spitzenstromwert als auch die Spitzenwert-Ankunftszeit für den kombinierten Widerstand, der den Widerstand einer Stromeingabeschaltung, die die Batterie mit der Spule verbindet, und den Widerstand der Spule umfasst, gespeichert. Das heißt mit anderen Worten, dass der Soll-Spitzenstromwert und die Spitzenwert-Ankunftszeit einander zugeordnet und gespeichert werden und dass es vorzuziehen ist, dass der Zustand zu dem Zustand der Stromeingabe umgeschaltet wird, wenn der Soll-Stromwert gleich dem Haltestrom ist, falls entweder der Stromwert oder die Zeit, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, den jeweiligen Sollwert erreicht hat. Dies vermeidet, dass der Strom unnötig vergrößert wird, wodurch der Leistungsverbrauch und die Verzögerung beim Schließen des Ventils reduziert werden. Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Antreiben des Ventils der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung durch die Batteriespannung verringert die Reduzierung des Energieverbrauchs den Batterieverbrauch, wodurch ein wesentlicher Beitrag zur Verbesserung der Anlaufeigenschaften geleistet wird.
  • Wie oben erläutert wurde, wird der Soll-Spitzenstromwert bei Änderungen der Batteriespannung entsprechend der Batteriespannung ausgewählt. Wenn der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert erreicht hat, wird er zum Haltestrom umgeschaltet. Alternativ wird der Soll-Umschaltzeitpunkt entsprechend der Batteriespannung ausgewählt. Wenn die Zeit, die seit dem Beginn der Stromeingabe abgelaufen ist, die Soll-Umschaltzeit erreicht hat, wird der Haltestrom, der zu diesem Zeitpunkt kleiner ist als der Spulenstromwert, zu der Spule geleitet. Dieses Verfahren verhindert, dass der Spitzenstrom für eine unzulässig lange Zeit in die Spule eingegeben wird und eine übermäßige Anziehungskraft von der Spule erzeugt wird, und ermöglicht, dass eine optimale Linearität der Einspritzvolumen-Kennlinie aufrechterhalten wird.
  • Wenn eine Änderung des kombinierten Widerstandes (Kabelbaumwiderstand) auftritt, der den Widerstand einer Stromeingabeschaltung, die die Batterie mit der Spule verbindet, und den Widerstand der Spule umfasst, wird der Soll-Spitzenstromwert entsprechend diesem kombinierten Widerstand ausgewählt. Wenn der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert erreicht hat, wird der Strom zu dem Halte strom umgeschaltet. Alternativ wird der Soll-Umschaltzeitpunkt entsprechend dem kombinierten Widerstand ausgewählt. Wenn die Zeit, die nach dem Beginn der Stromeingabe in die Spule abgelaufen ist, die ausgewählte Soll-Umschaltzeit erreicht hat, wird der Haltestrom, der zu diesem Zeitpunkt kleiner ist als der Spulenstromwert, zu der Spule geleitet. Diese Verfahren verhindert, dass der Spitzenstrom für eine unzulässig lange Zeit in die Spule eingegeben wird und eine übermäßige Anziehungskraft durch die Spule erzeugt wird, und ermöglicht, dass eine optimale Linearität der Einspritzvolumen-Kennlinie aufrechterhalten wird.
  • Wenn eine Änderung des Drucks des in dem Kraftstoffdurchlass befindlichen Kraftstoffs auftritt, wird der Soll-Spitzenstromwert entsprechend dem Kraftstoffdruck ausgewählt. Wenn der Spulenstrom den Soll-Spitzenstromwert nach der Stromeingabe in die Spule erreicht hat, wird der Strom zu dem Haltestrom umgeschaltet. Alternativ wird der Soll-Umschaltzeitpunkt entsprechend dem Druck des in dem Kraftstoffdurchlass befindlichen Kraftstoffs ausgewählt. Wenn die Zeit, die nach dem Beginn der Stromeingabe in die Spule abgelaufen ist, die ausgewählte Soll-Umschaltzeit erreicht hat, wird der Haltestrom, der zu diesem Zeitpunkt kleiner ist als der Spulenstromwert, ausgewählt. Diese Verfahren verhindert, dass der Spitzenstrom für eine unzulässig lange Zeit in die Spule eingegeben wird und eine übermäßige Anziehungskraft durch die Spule erzeugt wird, und ermöglicht, dass eine optimale Linearität der Einspritzvolumen-Kennlinie aufrechterhalten wird.

Claims (18)

  1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die umfasst: eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung (10) mit einer einzigen Spule (20), um eine Magnetkraft zu erzeugen, um einen Ventilkörper (42) anzutreiben, und eine Stromeingabe-Steuereinheit zum Steuern eines an die Spule (20) zu liefernden Stroms, die den Strom zum Antreiben des Ventilkörpers (42) in Öffnungsrichtung des Ventils während einer Ventilöffnungszeit, die erforderlich ist, damit der Strom einen maximalen Stromwert erreicht, der größer als ein Strom ist, der zum Offenhalten des Ventils notwendig ist und während einer Ventilhaltezeit eingegeben wird, steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeingabe-Steuereinheit den maximalen Stromwert, der während der Ventilöffnungszeit erreicht werden soll, verringert, wenn die Ventilöffnungszeit zunimmt, und die Stromeingabe-Steuereinheit den Strom anhand eines empfangenen Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulses steuert und die Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulsbreite entsprechend der Ventilöffnungszeit korrigiert, wenn die Ventilöffnungszeit zunimmt.
  2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, die eine Stromeingabeschaltung umfasst, um mit der Spule (20) eine Batterie (18) zu verbinden, die eine Batteriespannung direkt an die Spule (20) anlegt.
  3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, die umfasst: (1) ein Spannungserfassungsmittel, um die Spannung der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Batterie (18) zu erfassen, (2) ein Stromerfassungsmittel, um den Strom, der in die mit der Stromeingabeschaltung verbundene Spule (20) fließt, zu erfassen, und (3) ein Stromwert-Speichermittel (68), um einen Soll-Spitzenstromwert, der einer Batteriespannung entspricht, zu speichern; dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeingabe-Steuereinheit (A) den Soll-Spitzenstromwert, der der durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Spannung entspricht, ermittelt, (B) den Soll-Spitzenstromwert mit dem durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Strom vergleicht und (C) nach einer Übereinstimmung der beiden Stromwerte die Stromeingabe unter Verwendung eines Haltestromwertes, der kleiner als der Soll-Spitzenstromwert ist, als einen Sollwert steuert.
  4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromwert-Speichermittel einen Soll-Spitzenstromwert speichert, der entsprechend dem Abfall der Spannung der mit der elektrischen Schaltung verbundenen Batterie (18) reduziert ist.
  5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, die umfasst: (1) ein Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes, das den kombinierten Widerstand schätzt, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die die Batterie (18) mit der Spule (20) verbindet, und den Widerstand der Spule (20), die mit der Stromein gabeschaltung verbunden ist, umfasst, (2) ein Stromerfassungsmittel, um den Strom, der durch die mit der Stromeingabeschaltung verbundene Spule fließt, zu erfassen, und (3) ein Stromwert-Speichermittel (68), um einen Soll-Spitzenstromwert, der dem kombinierten Widerstand entspricht, zu speichern; dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeingabe-Steuereinheit (A) von dem Stromwert-Speichermittel (68) den Soll-Spitzenstromwert erfasst, der dem Widerstand entspricht, der durch das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes geschätzt wird, (B) den Soll-Spitzenstromwert mit dem durch das Stromerfassungsmittel erfassten Strom vergleicht und (C) nach einer Übereinstimmung der beiden Stromwerte die Stromeingabe unter Verwendung eines Haltestromwertes, der kleiner als der Soll-Spitzenstromwert ist, als einen Sollwert steuert.
  6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 5, die umfasst: (1) ein Speichermittel, um die Beziehung zwischen dem zur Spule (20) fließenden Strom und dem kombinierten Widerstand zu speichern, wenn nach dem Beginn der Stromeingabe eine bestimmte Zeit verstrichen ist, und (2) ein Mittel zum Messen der verstrichenen Zeit, das die seit dem Beginn der Stromeingabe in die Spule (20) abgelaufene Zeit misst; wobei das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes so konfiguriert ist, dass es Änderungen des zusammengesetzten Widerstandes anhand der Beziehung zwischen dem in dem Speichermittel gespeicherten Stromwert und dem kombinierten Wider stand unter Verwendung der seit dem Beginn der Stromeingabe abgelaufenen Zeit und des erfassten Stromwertes nach Ablauf der bestimmten Zeit schätzt.
  7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, die ein Spannungserfassungsmittel umfasst, um die Spannung der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Batterie (18) zu erfassen; wobei das Speichermittel die Beziehung zwischen dem Strom in Bezug auf die Spannung mehrerer Batterien und dem kombinierten Widerstand speichert, wobei das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes die Änderungen des kombinierten Widerstandes anhand der durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Batteriespannung schätzt.
  8. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt, zu dem der Zustand der Stromeingabe von dem Soll-Spitzenstromwert zu dem Haltestromwert umgeschaltet wird, verzögert wird, wenn eine Zunahme des kombinierten Widerstandes erfasst wird.
  9. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromwert-Speichermittel einen Soll-Spitzenstromwert speichert, der entsprechend der Zunahme des kombinierten Widerstandes reduziert ist.
  10. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, die umfasst: (1) ein Spannungserfassungsmittel, um die Spannung der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Batterie (18) zu erfassen, (2) ein Stromerfassungsmittel, um den Strom, der zu der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule (20) fließt, zu erfas sen, und (3) ein Zeitverlauf-Speichermittel (74), das den Zeitpunkt speichert, zu dem entsprechend der Batteriespannung umgeschaltet wird; wobei die Stromeingabe-Steuereinheit (A) die Zeit misst, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, falls der Ventilkörper (42) in Öffnungsrichtung des Ventils angetrieben wird, (B) von dem Zeitverlauf-Speichermittel (74) den Zeitpunkt erfasst, zu dem entsprechend der durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Spannung umgeschaltet wird, (C) diesen Umschaltzeitpunkt mit der gemessenen Zeit vergleicht und (D) nach einer Übereinstimmung der zwei Zeiten die Stromeingabe unter Verwendung eines Haltestromwerts, der kleiner ist als der erfasste, zu der Spule (20) fließende Strom, als einen Sollwert steuert.
  11. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Zeitverlauf-Speichermittel (74) den Zeitpunkt speichert, zu dem der Sollwert umgeschaltet wird und der entsprechend dem Abfall der Batteriespannung verzögert ist.
  12. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, die umfasst: (1) ein Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes, das den kombinierten Widerstand schätzt, der den Widerstand der Stromeingabeschaltung, die die Batterie (18) mit den Spulen (30) verbindet, und den Widerstand der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule (20) umfasst, (2) ein Stromerfassungsmittel, das den Strom, der zu der mit der Stromeingabeschaltung verbundenen Spule fließt, erfasst, und (3) ein Zeitverlauf-Speichermittel (74), das den Zeitpunkt speichert, zu dem entsprechend dem kombinierten Widerstand umgeschaltet wird; wobei die Stromeingabe-Steuereinheit (A) die Zeit misst, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, falls der Ventilkörper (42) in Öffnungsrichtung des Ventils angetrieben wird, (B) von dem Zeitverlauf-Speichermittel (74) den Zeitpunkt erfasst, zu dem entsprechend dem durch das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes geschätzten Widerstand umgeschaltet wird, (C) diesen Umschaltzeitpunkt mit der gemessenen Zeit vergleicht und (D) nach einer Übereinstimmung der zwei Zeiten die Stromeingabe unter Verwendung eines Haltestromwerts, der kleiner ist als der erfasste, zu der Spule (20) fließende Strom, als einen Sollwert steuert.
  13. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 12, die umfasst: (1) ein Speichermittel, das die Beziehung zwischen dem zu der Spule (20) fließenden Strom und dem kombinierten Widerstand speichert, wenn seit dem Beginn der Stromeingabe eine bestimmte Zeit verstrichen ist, und (2) ein Mittel zum Messen der verstrichenen Zeit, das die Zeit misst, die seit dem Beginn der Stromeingabe in die Spule (20) verstrichen ist; wobei das Mittel zum Schätzen des kombinierten Widerstandes so konfiguriert ist, dass es Änderungen des zusammengesetzten Widerstandes anhand der Beziehung zwischen dem in dem Spei chermittel gespeicherten Stromwert und dem kombinierten Widerstand unter Verwendung der Zeit, die seit dem Beginn der Stromeingabe verstrichen ist, und des erfassten Stromwerts nach Verstreichen der bestimmten Zeit schätzt.
  14. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 13, die ein Spannungserfassungsmittel umfasst, um die Spannung der Batterie (18) zu erfassen, die mit der Stromeingabeschaltung verbunden ist, wobei das Speichermittel zum Speichern der Beziehung zwischen dem Strom und dem kombinierten Widerstand die Beziehung zwischen dem Stromwert in Bezug auf die Spannung mehrerer Batterien und dem kombinierten Widerstand speichert und wobei die Änderungen des kombinierten Widerstandes anhand der durch das Spannungserfassungsmittel erfassten Batteriespannung geschätzt werden.
  15. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt, zu dem der Zustand der Stromeingabe von dem Soll-Spitzenwert zu dem Haltestromwert umgeschaltet wird, verzögert wird, wenn eine Zunahme des zusammengesetzten Widerstandes erfasst wird.
  16. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der das Zeitverlauf-Speichermittel (74) den Zeitpunkt, zu dem der Sollwert umgeschaltet wird und der verzögert ist, wenn eine Zunahme des zusammengesetzten Widerstandes erfasst wird, speichert.
  17. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine Gesamteinspritzzeit, die aus der Ventilöffnungs-Anfangszeit und der Ventilhaltezeit zusammengesetzt ist, erhöht wird, wenn die Ventilöffnungs-Anfangszeit zunimmt.
  18. Brennkraftmaschine, die umfasst: (1) einen Zylinder (1), der einen frei hin und her beweglichen Kolben (110) aufnimmt, (2) ein Luftansaugmittel (104), das Luft in den Zylinder (108) einleitet, (3) ein Gasausstoßmittel (106), das Abgas aus dem Zylinder (108) abführt, (4) eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder (108) und (5) ein Zündungsmittel (102), das den Kraftstoff in dem Zylinder (108) zündet, wobei die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 als die Kraftstoffeinspritzeinrichtung besitzt.
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