DE102013214034A1

DE102013214034A1 - Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102013214034A1
Application number: DE102013214034.7A
Authority: DE
Inventors: Toshio Nishimura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: DE102013214034B4; US9228526B2; US20140020661A1; JP2014020287A; JP5742797B2

Abstract

Eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung (11) weist einen Transistor (T0) stromabwärts einer Spule (17) eines Kraftstoffinjektors (15), zwei Transistoren (T1, T2), welche eine Quellspannung stromaufwärts der Spule (17) einbringen, eine Diode (31), die einen elektrischen Strom von einer Erdung zu einer Spule (17) zurück leitet, und eine Zener-Diode (33), die dazu vorgesehen ist, die elektromotorische Gegenkraft, welche in der Spule (17) erzeugt wird, wenn einer der Transistoren (T1, T2) AUS geschaltet ist, und der Transistor T0 AUS geschaltet wird, nachdem eine Injektorantriebs-Periode des Kraftstoffinjektors (15) beendet ist, rasch verbraucht, auf. Wenn ein Mikrocomputer (37) einen Injektorstrom ”I” misst, welcher sich von einer Zeit des Beendens einer Injektorantriebs-Periode an verringert, verzögert eine Antriebsteuerschaltung (35) eine AUS Zeit des Transistors (T0) relativ zu einer Zeit einer Beendigung einer Injektorantriebs-Periode, wodurch sich der Injektorstrom ”I” allmählich verringert.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung, welche einen Kraftstoffinjektor vom elektromagnetischen Typ antreibt. Der Kraftstoffinjektor wird geöffnet, wenn eine Spule mit Energie beaufschlagt wird.
Hintergrund
Ein Kraftstoffinjektor vom elektromagnetischen Type, der eine Spule hat, ist als ein Kraftstoffinjektor, der Kraftstoff in einen Zylinder eines Motors mit interner Verbrennung injiziert, wohl bekannt. Wenn die Spule mit Energie beaufschlagt wird, wird der Kraftstoffinjektor zum Injizieren des Kraftstoffes in den Zylinder geöffnet. Eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung treibt einen solchen Kraftstoffinjektor an und steuert die Kraftstoffinjektion zu dem Motor mit interner Verbrennung. Die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung steuert insbesondere eine Energiebeaufschlagungs-Startzeit, zu welcher ein Energiebeaufschlagungs-Betrieb zum Beaufschlagen der Spule mit Energie gestartet wird. Die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung steuert darüber hinaus eine Antriebszeit-Periode, während welcher der Energiebeaufschlagungs-Betrieb seit der Energiebeaufschlagungs-Startzeit ausgeführt worden ist. Die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung steuert dadurch eine Kraftstoffinjektions-Periode und eine Kraftstoffinjektions-Menge.
Bei dieser Art von Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung wird auch eine Charakteristik eines Kraftstoffinjektors erfasst, und die Antriebszeit-Periode des Injektors kann, gemäß der erfassten Charakteristik des Kraftstoffinjektors, korrigiert werden.
Die JP-2010-532448A ( EP-2174046A1 ) zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer Charakteristik eines Kraftstoffinjektors. Bei diesem Verfahren wird ein elektrischer Strom, der durch die Spule fließt, und welcher sich von einer Startzeit einer Ventilschließungs-Periode eines elektromagnetischen Ventils ab verringert, differenziert. Das elektromagnetische Ventil entspricht einem Kraftstoffinjektor, und die Startzeit der Ventilschließungs-Periode entspricht einer Endzeit der Antriebszeit-Periode. Auf Grundlage des abgeleiteten Wertes des elektrischen Stromes wird eine Ventilschließungszeit des Injektors erfasst, und eine Zeitperiode von der Startzeit der Ventilschließungs-Periode bis zu der Ventilschließungszeit wird als die Charakteristik des Kraftstoffinjektors berechnet. Auf Grundlage der berechneten Zeitperiode für das Ventilschließen wird darüber hinaus eine Antriebssteuerungs-Dauer, welche der Antriebszeit-Periode entspricht, berechnet, so dass eine gewünschte Injektionsmenge erhalten wird.
Bei einer Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung wird im Allgemeinen, um einen Kraftstoffinjektor, sofort nachdem die Antriebszeit-Periode für den Kraftstoffinjektor beendet ist, zu schließen, eine elektromotorische Gegenkraft, welche durch eine Energie, welche in der Spule akkumuliert ist, erzeugt wird, durch die Auslöschung sofort aufgebraucht, wodurch der elektrische Strom, welcher durch eine Spule hindurch fließt, sich rasch verringert. Der elektrische Strom, welcher durch die Spule hindurch fließt, wird als Injektorstrom bezeichnet.
Wenn, bei der Betrachtung einer solchen Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung, das in der JP-2010-532448A ( EP-2174046A1 ) gezeigte Verfahren zum Analysieren einer abnehmenden Wellenform des Injektorstromes angewendet wird, ist es aus dem vorgenannten Grunde wahrscheinlich, dass eine ausreichende Erfassungsgenauigkeit bei dem Erfassen der Charakteristik des Kraftstoffinjektors nicht erhalten werden kann, weil eine sich verringernde Periode des Injektorstromes kurz ist. Das heißt, eine Zeitlänge der Wellenform des Injektorstromes ist kurz. Die Wellenform des Injektorstromes variiert gemäß einer Differenz in der Charakteristik des Kraftstoffinjektors nicht viel.
Vorstellbar ist, dass ein Intervall einer A/D-Wandlung (Wandlung analog nach digital) des Injektorstromes kürzer gemacht wird, um die Erfassungsgenauigkeit der Strom-Wellenform zu verbessern. Bei diesem Verfahren ist jedoch ein A/D-Wandler für Hochgeschwindigkeitsbetrieb notwendig, was dessen Kosten erhöht.
Zusammenfassung
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Kraftstoffinnjektions-Steuervorrichtung vorzusehen, welche eine Erfassungsgenauigkeit einer Charakteristik eines Kraftstoffinjektors verbessert.
Die Kraftstoffinnjektions-Steuervorrichtung hat ein stromabwärtiges Schaltelement, das in einem Energiebeaufschlagungspfad vorgesehen ist, zum Zuführen eines elektrischen Stromes zu einer Spule eines Kraftstoffinjektors. Das stromabwärtige Schaltelement ist stromabwärts der Spule in Reihe vorgesehen. Die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung hat einen Zuführungsabschnitt für elektrische Energie, welcher zwischen einem Energie-Einbringungszustand, bei welchem eine Quellspannung stromaufwärts der Spule in den Energiebeaufschlagungspfad eingebracht wird, und einem Energie-Nichteinbringungszustand, bei welchem keine Quellspannung stromaufwärts der Spule in den Energiebeaufschlagungspfad eingebracht wird, schalten kann.
Darüber hinaus hat die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung einen Rückleitabschnitt zum Zurückleiten des elektrischen Stromes von stromabwärts des stromabwärtigen Schaltelementes nach stromaufwärts der Spule, wenn der Zuführungsabschnitt für elektrische Energie von dem Energie-Einbringungszustand zu dem Energie-Nichteinbringungszustand schaltet, während das stromabwärtige Schaltelement EIN ist, einen Bogenlöschungsabschnitt zum Löschen einer elektromotorischen Gegenkraft, die in der Spule erzeugt wird, wenn der elektrische Energiezuführungsabschnitt von dem Energie-Einbringungszustand zu dem Energie-Nichteinbringungszustand schaltet, und wenn dass stromabwärtige Schaltelement von EIN nach AUS geschaltet wird, einen Einrichtungsabschnitt zum Einrichten einer Injektorantriebs-Periode des Kraftstoffinjektors, und einen Antriebsteuerabschnitt zum Steuern des Zuführungsabschnittes für elektrische Energie und des stromabwärtigen Schaltelementes auf.
Der Antriebsteuerabschnitt steuert den elektrischen Energiezuführungsabschnitt, damit dieser den Energie-Einbringungszustand annimmt, wenn die Injektorantriebs-Periode gestartet wird, und der Antriebsteuerabschnitt schaltet das stromabwärtige Schaltelement zum Starten einer Beaufschlagung der Spule mit elektrischer Energie EIN, um den Kraftstoffinjektor zu öffnen. Der Antriebsteuerabschnitt steuert den Zuführabschnitt für elektrische Energie, damit dieser den Energie-Nichteinbringungszustand annimmt, wenn die Injektorantriebs-Periode beendet wird. Der Antriebsteuerabschnitt schaltet das stromabwärtige Schaltelement zum Beenden der Beaufschlagung der Spule mit elektrischer Energie AUS, um den Kraftstoffinjektor zu schließen.
Ein Bogenlöschungsabschnitt löscht dann eine elektromotorische Gegenkraft, welche in der Spule erzeugt wird, wenn der elektrische Energiezuführungsabschnitt von dem Energie-Einbringungszustand zu dem Energie-Nichteinbringungszustand umschaltet, und wenn das stromabwärtige Schaltelement von EIN nah AUS geschaltet wird. Eine elektromotorische Gegenkraft, welche in der Spule erzeugt wurde, wird durch den Bogenlöschungsabschnitt sofort gelöscht, beziehungsweise unterschieden. Ein Injektorstrom, welcher durch die Spule hindurch fließt, wird daher sofort verringert, und der Kraftstoffinjektor wird sofort geöffnet.
Darüber hinaus hat die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung einen Erfassungsabschnitt zum Messen eines sich verringernden elektrischen Stromes, welcher ab dann, wenn die Injektorantriebs-Periode beendet wird, durch die Spule hindurch fließt, und zum Erfassen einer Charakteristik des Kraftstoffinjektors auf Grundlage des gemessenen elektrischen Stromes.
In einem Fall, bei welchem der Erfassungsabschnitt den sich verringernden elektrischen Strom misst, verzögert der Antriebsteuerabschnitt einen Zeitpunkt, zu welchem das stromabwärtige Schaltelement AUS geschaltet wird, relativ zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Injektorantriebs-Periode beendet wird.
Und dann schaltet der Zuführungsabschnitt für elektrische Energie von dem Energie-Einbingungszustand zu dem Energie-Nichteinbringungszustand um, während das stromabwärtige Schaltelement EIN ist. In diesem Fall fließt der elektrische Strom durch den Rückleitungsabschnitt ohne die Funktion des Bogenlöschungsabschnittes zurück zu der Spule.
Aus diesem Grunde wird der elektrische Strom, welcher durch die Spule hindurch fließt, allmählich verringert, und wird dessen Verringerungsperiode verlängert.
Daher wird die Wellenform des elektrischen Stromes, der durch den Erfassungsabschnitt erfasst wird, gemäß einer Differenz in der Charakteristik des Kraftstoffinjektors änderbar. Im Ergebnis kann eine Erfassungsgenauigkeit der Charakteristik des Kraftstoffinjektors verbessert werden. Da der A/D-Wandler nicht immer zum Durchführen eines Hochgeschwindigkeitsbetriebes notwendig ist, kann dazuhin ein Kostenanstieg der Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung vermieden werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen weiter verdeutlicht. In den Zeichnungen:
ist 1 ein schematisches Diagramm, das eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
ist 2 ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Grundbetriebes einer Antriebsteuerschaltung;
ist 3 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebes der Antriebsteuerschaltung;
ist 4 ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Betriebes der Antriebsteuerschaltung in einem Charakteristik-Erfassungsmodus; und
ist 5 ein Flussdiagramm, das eine Charakteristik-Erfassungsverarbeitung, die ein Mikrocomputer durchführt, zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird eine Erläuterung einer Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform in der vorliegenden Offenbarung gemacht.
1 zeigt eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11, welche jeden Kraftstoffinjektor 15 antreibt. Jeder Kraftstoffinjektor 15 injiziert Kraftstoff in jeden Zylinder eines Mehrzylinder-Motors mit interner Verbrennung 13 (zum Beispiel ein Vierzylindermotor).
Der Kraftstoffinjektor 15 ist ein Kraftstoffinjektor vom Magnettyp, der einen Magneten als Aktuator zum Öffnen des Kraftstoffinjektors 15 hat. Das heißt, wenn eine Spule 17 des Magneten mit Energie beaufschlagt wird, bewegt sich der Ventilkörper zu einer Öffnungsposition, so dass der Kraftstoffinjektor 15 den Kraftstoff injiziert. Währenddessen wird der Ventilkörper, wenn die Spule 17 nicht mehr mit Energie beaufschlagt wird, in eine Schließungsposition bewegt, so dass der Kraftstoffinjektor 15 die Kraftstoffinjektion beendet.
Die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 steuert eine Kraftstoffinjektions-Menge und einer Kraftstoffinjektions-Zeit, bezogen auf jeden Zylinder des Motors 13, durch Steuern einer Energiebeaufschlagungs-Zeitperiode und einer Energiebeaufschlagungs-Startzeit der Spule 17 jedes Injektors 15.
Es ist festzuhalten, dass 1 nur einen Kraftstoffinjektor 15, der einem ersten Zylinder entspricht, von den vielen Kraftstoffinjektoren 15 zeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist darüber hinaus ein Transistor als ein Schaltelement ein MOSFET. Außer dem MOSFET kann ein bipolarer Transistor als das Schaltelement verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 versehen mit: einem ersten Anschluss 21, mit welchem eine oberes Ende (stromaufwärtiges Ende) der Spule 17 des Kraftstoffinjektors 15 verbunden ist, einem zweiten Anschluss 23, mit welchem ein unteres Ende (stromabwärtiges Ende) der Spule 17 verbunden ist, einem Transistor T0 als einem stromabwärtigen Schaltelement, dessen Abgabeanschluss mit dem zweiten Anschluss 23 verbunden ist, und einem Widerstand 25 zum Erfassen eines Injektorstromes. Der Widerstand 25 ist zwischen eine andere Abgabe des Transistors T0 und eine Erdungsleitung (Leitung mit Erdungspotential) verbunden.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, funktioniert der erste Anschluss 21 als ein gemeinsamer Anschluss des Kraftstoffinjektors 15 jedes Zylinders. Die Spule 17 jedes Kraftstoffinjektors 15 ist mit dem ersten Anschluss 21 verbunden. Der zweite Anschluss 23 und der Transistor T0 sind an der Spule 17 jedes Kraftstoffinjektors 15 vorgesehen. Da der Transistor T0 als ein Schalter funktioniert, welcher den untersuchten Kraftstoffinjektor 15 zum Antreiben auswählt, wird der Transistor T0 dazuhin als ein Zylinderauswahlschalter bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein MOSFET vom N-Kanal-Typ als der Transistor T0 verwendet.
Eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 ist dazuhin mit einem Transistor T1, einer Diode 27, einer Booster-Schaltung 29 und einem Transistor T2 versehen. Der Transistor T1 dient konstanter Stromzuführung. Ein Abgabeanschluss des Transistor T1 ist mit einer Energiequellleitung L1 verbunden, welcher eine Batteriespannung VB zugeführt wird. Die Diode 27 dient dem Verhindern einen Rückflusses. Eine Anode ist mit dem anderen Abgabeanschluss des Transistors T1 verbunden, und eine Kathode ist mit dem ersten Anschluss 21 verbunden. Die Booster-Schaltung 29 boostet die Batteriespannung VB, und gibt die Spannung VC (> VB) zum sofortigen Öffnen des Kraftstoffinjektors 15 ab. Der Transistor T2 dient einer Einschaltstoßstromzuführung. Ein Abgabeanschluss des Transistors T2 ist mit einer Energiequellleitung 12 verbunden, welcher die Spannung VC von der Booster-Schaltung 29 zugeführt wird.
Der andere Abgabeanschluss ist mit dem ersten Anschluss 21 verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden MOSFETs vom P-Kanal-Typ als die Transistoren T1 und T2 verwendet.
Die Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 ist darüber hinaus mit einer Diode 31, einer Zener-Diode 33, einer Antriebsteuerschaltung 35 und einem Mikrocomputer 37 versehen. Die Diode 31 dient dem Rückleiten. Eine Anode ist mit der Erdungsleitung verbunden, und eine Kathode ist mit dem ersten Anschluss 21 verbunden. Die Zener-Diode 33 dient dem Bogenlöschen. Eine Kathode ist mit dem zweiten Anschluss 23 und einer Senke des Transistors T0 verbunden. Eine Anode ist mit dem Gate des Transistors T0 verbunden. Die Antriebsteuerschaltung (der Antriebsteuerabschnitt) 35 steuert jeden der Transistoren T0, T1, T2 und die Booster-Schaltung 29.
Die Diode 31 leitet den elektrischen Strom von der Erdungsleitung, welche sich stromabwärts des Transistors T0 befindet, zurück nach stromaufwärts der Spule 17, wenn einer der Transistoren T1, T2 AUS geschaltet ist, während der Transistor T0 EIN geschaltet ist.
Die Zener-Diode 33 ist dazu vorgesehen, die elektromotorische Gegenkraft, die in der Spule 17 erzeugt wird, wenn einer der Transistoren T1 und T2 AUS geschaltet wird, und der Transistor T0 AUS geschaltet ist, sofort aufzubrauchen. In diesem Moment wird ein antreibendes Signal SD0, das von der Antriebsteuerschaltung 35 übertragen wird, von ”HOCH” zu ”TIEF” bzw. „NIEDRIG”, und der Transistor T0 wird AUS geschaltet werden. Eine Rücklaufspannung (reversierte Spannung), die größer als die Batteriespannung VB ist, wird jedoch an dem zweiten Anschluss 23 durch die elektromagnetische Energie, welche in der Spule 17 akkumulierte, erzeugt, wodurch ein Zener-Strom von der Kathode der Zener-Diode 33, beziehungsweise der Zener-Diode 3, zu der Anode der Zener-Diode 33, beziehungsweise der Zener-Diode 3, fließt. Wenn der Zener-Strom fließt, erhöht sich die Gate-Spannung des Transistors T0, und der Transistor T0 wird in einer aktive Region EIN geschaltet. Der elektrische Strom, welcher durch die elektromagnetische Energie erzeugt wird, fließt sukzessive durch den Transistor T0 hindurch in die Spule 17. Daher wird die elektromotorische Gegenkraft hauptsächlich durch den Transistor T0 aufgebraucht. Die elektromotorische Gegenkraft verschwindet sofort, und der Injektorstrom ”I”, welcher durch die Spule 17 fließt, wird rasch verringert. In einem Fall, bei welchem die Zener-Spannung der Zener-Diode 33 mit ”Vz” bezeichnet wird, und ein Schwellwert der Gate-Spannung, bei welchem der Transistor T0 EIN geschaltet wird, mit ”Vth” bezeichnet wird, wird die stromabwärtige Anschlusspannung V2 an dem zweiten Anschluss 23 mit ”Vz + Vth” bezeichnet, wie durch eine gepunktete Linie in 4 gezeigt wird.
Der Mikrocomputer 37 ist versehen mit einer CPU 41, einem ROM 42, einem RAM 43 und einem A/D-Wandler (ADC) 44.
Der Mikrocomputer 37 empfängt: ein Startsignal, welches einen hohen Level annimmt, wenn ein Motorstartzustand eingerichtet wird, ein Kurbelsensor-Signal, das von einem Kurbelsensor gemäß einer Rotation einer Kurbelwelle des Motors 13 übertragen wird, ein Nockensensor-Signal, das von einem Nockensensor gemäß einer Rotation einer Nockenwelle des Motors 13 übertragen wird, ein Kühlmitteltemperatursensor-Signal, das von einem Temperatursensor, der eine Motorkühlmitteltemperatur erfasst, übertragen wird; und ein Luftflussmesser-Signal, das von einem Luftflussmesser übertragen wird, der eine Ansaug-Luftflussrate erfasst.
Wenn bei der Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 ein Zündschalter EIN geschaltet wird, wird die Batteriespannung VB der Quellleitung L1 zugeführt, und eine spezifizierte konstante Spannung (zum Beispiel 5 V) wird durch eine Energiezuführ-Schaltung (nicht gezeigt) zum Betreiben des Mikrocomputers 37, der Antriebsteuerschaltung 35 und Ähnlichen erzeugt. Wenn der Zündschalter EIN geschaltet wird, wird daher der Mikrocomputer 37 aktiviert.
Wenn der Mikrocomputer 37 erfasst, dass das Startsignal das hohe Level angenommen hat, führt der Mikrocomputer 37 eine Zylinder-Diskriminierung (Identifizieren einer rotierenden Position der Kurbelwelle) auf Grundlage des Kurbelsensor-Signals und des Nockensensor-Signals durch, um eine Kraftstoffinjektions-Zeit jedes Zylinders zu ermitteln.
Nach der Zylinder-Diskriminierung führt der Mikrocomputer 37 eine Kraftstoffinjektions-Steuerverarbeitung durch, wodurch der Kraftstoffinjektor 15 jedes Zylinders durch die Antriebsteuerschaltung 35 auf Grundlage eines Zylinder-Diskriminierungs-Ergebnisses, einer Motordrehzahl, welche auf Grundlage des Kurbelsensor-Signals, des Wassertemperatursensor-Signals und des Luftflussmesser-Signals berechnet wird, gesteuert wird
Der Mikrocomputer 37 ermittelt insbesondere, ob eine mehrstufige Injektion mit Bezug auf jeden Zylinder durchgeführt werden wird. Wenn ermittelt ist, dass die mehrstufige Injektion durchgeführt werden wird, ermittelt der Mikrocomputer 37 die Anzahl an Zeiten der Kraftstoffinjektion bei der mehrstufigen Injektion. Darüber hinaus ermittelt der Mikrocomputer 37 eine Injektions-Startzeit und eine Injektions-Periode mit Bezug zu jeder Kraftstoffinjektion. Dann erzeugt der Mikrocomputer 37 auf Grundlage der ermittelten Injektions-Startzeit und der Injektions-Periode ein Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal und überträgt dieser dieses Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal an die Antriebsteuerschaltung 35.
Während das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal auf dem aktiven Level ist, wird der Kraftstoffinjektor 15 angetrieben. Das heißt, die Spule 17 des Kraftstoffinjektors 15 wird mit Energie beaufschlagt. Die Injektionsstartzeit entspricht dazuhin der antreibenden Startzeit des Kraftstoffinjektors 15, und die Injektionsperiode entspricht der Antriebszeit-Periode des Kraftstoffinjektors 15. Aus diesem Grunde wird das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal während der ermittelten Injektionsperiode auf den aktiven Level gelegt. Der Mikrocomputer (der Einrichtungsabschnitt) 37 richtet daher eine Injektor-Antriebsperiode (antreibende Startzeit und Antriebszeit-Periode) des Kraftstoffinjektors 15 mit Bezug zu jedem Zylinder auf Grundlage der antreibenden Information, wie beispielsweise eine Motordrehzahl, ein. Der Mikrocomputer 37 macht das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal nur in der Injektorantriebs-Periode HOCH mit Bezug zu dem entsprechenden Zylinder.
Es ist festzuhalten, dass die Mehrphasen-Injektion eine Injektion repräsentiert, bei welcher der für eine Verbrennung in einem Zylinder benötigte Kraftstoff von dem Kraftstoffinjektor 15, durch mehrmaliges Teilen der Injektion, in den Zylinder injiziert wird. Die CPU 41 führt auch das in dem ROM 42 gespeicherte Programm aus, so dass der Mikrocomputer 37 wie oben beschrieben betrieben wird.
Die Booster-Schaltung 29 ist ein wohlbekannter DC-DC-Wandler vom Druckanhebe-Typ, welcher eine Zerhackersteuerung der Spule (Induktor) durchführt, um einen Kondensator mit der Rücklaufspannung zu laden, die in der Spule erzeugt wird.
In einem Fall, bei welchem alle Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignale jedes Zylinders von dem Mikrocomputer 37 niedrig sind (das heißt, während einer Periode, in welcher der Injektor 15 nicht angetrieben wird), betreibt die Antriebsteuerschaltung 35 die Booster-Schaltung 29 so, dass die Abgabespannung VC der Booster-Schaltung 29 (den Kondensator ladende Spannung) eine konstante Zielspannung (zum Beispiel 80 V) wird.
Unter Bezug auf ein in 2 gezeigtes Zeitdiagramm wird im Folgenden ein Grundbetrieb der Antriebsteuerschaltung 35 erläutert werden. Wie oben erwähnt, empfängt die Antriebsteuerschaltung 35 das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal jedes Zylinders von dem Mikrocomputer 37. Die folgende Beschreibung betrachtet als ein Beispiel den ersten Zylinder.
Wenn, wie in 2 gezeigt ist, das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 des ersten Zylinders, welches von dem Mikrocomputer 37 zu der Antriebsteuerschaltung 35 übertragen wird, von NIEDRIG zu HOCH wird, schaltet die Antriebsteuerschaltung 35 das antreibende Signal SD0 des Transistors T0 entsprechend einem ersten Zylinder nach HOCH, wodurch der Transistor T0 EIN geschaltet wird, und die Antriebsteuerung der Transistoren T1 und T2 gestartet wird.
Die Antriebsteuerung der Transistoren T1 und T2 ist von einer Einschaltstoßstrom-Steuerung und einer Konstantstromsteuerung ausgemacht, welche später beschrieben werden.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Transistor T1 ein MOSFET vom P-Kanal-Typ ist, schaltet die Antriebsteuerschaltung 35 den Transistor T1 durch Schalten des antreibenden Signals SD1 nach TIEF EIN, und schaltet diese den Transistor T1 durch Schalten des antreibenden Signals SD1 nach HOCH AUS. Da der Transistor T2 auch ein MOSFET vom P-Kanal-Typ ist, schaltet die Antriebsteuerschaltung 35 den Transistor T2 in gleicher Weise durch Schalten des antreibenden Signals SD2 nach TIEF EIN, und schaltet den Transistor T2 durch Schalten des antreibenden Signals SD2 nach HOCH AUS.
(1) Anlaufstoßstrom-Steuerung
Wenn das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 von TIEF zu HOCH wird, startet die Antriebsteuerschaltung 35 zuerst die Anlaufstoßstrom-Steuerung, bei welcher der Transistor T2 als erstes EIN geschaltet wird.
Dann wird die Spannung VC von der Booster-Schaltung 29 in den ersten Anschluss 21 und die Spule 17 des Kraftstoffinjektors 15 eingebracht, wodurch eine Beaufschlagung der Spule 17 mit Energie gestartet wird. In diesem Moment fließt der Einschaltstoßstrom, wie im untersten Teil von 2 gezeigt, zum sofortigen Geöffnet-Machen des Kraftstoffinjektors 15 durch die Spule 17.
Nachdem die Antriebsteuerschaltung 35 den Transistor T2 EIN schaltet, erfasst dann die antreibende Schaltung 35 den Injektorstrom ”I” auf Grundlage der Spannung Vi, die in dem Widerstand 25 erzeugt wird. Wenn der erfasste Injektorstrom ”I” einen Peak-Wert ”ip”, welcher zuvor in der Antriebsteuerschaltung 35 eingerichtet wurde, erreicht, schaltet die Antriebsteuerschaltung 35 den Transistor T2 AUS.
Wenn, gemäß der obigen Einschaltstoßstrom-Steuerung, die Beaufschlagung der Spule 17 mit Energie gestartet ist, wird der Transistor T2 EIN geschaltet, und die Spannung VC, die höher als die Batteriespannung VB ist, wird stromaufwärts der Spule 17 eingebracht, wodurch die Ventilöffnungs-Antwort des Kraftstoffinjektors 15 verbessert wird.
(2) Konstantstrom-Steuerung
Wenn das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 von TIEF zu HOCH wird, startet die Antriebsteuerschaltung 35 die Konstantstrom-Steuerung zum Zuführen eines konstanten Stromes zu der Spule 17. Bei der Konstantstrom-Steuerung wird der Transistor T1 in einer solchen Weise EIN und AUS geschaltet, dass der Injektorstrom der auf Grundlage der Spannung Vi, die in dem Widerstand 25 erzeugt wird, erfasst wird, ein konstanter Strom kleiner als der Peak-Wert ”ip” wird.
Wenn, wie in 2 gezeigt, der Injektorstrom ”I” kleiner oder gleich einem unteren Schwellwert ”icL” wird, wird der Transistor T1 EIN geschaltet. Wenn der Injektorstrom ”I” größer oder gleich einem oberen Schwellwert ”icH” wird, wird der Transistor T1 AUS geschaltet. Es ist festzuhalten, dass sich eine Beziehung zwischen dem unteren Schwellwert ”icL”, dem oberen Schwellwert ”icH” und dem Peak-Wert ”ip” wie folgt wiedergeben lässt: ”icL < icH < ip”.
Wenn der Injektorstrom ”I” von dem Peak-Wert ”ip” abfällt, und kleiner oder gleich dem unteren Schwellwert ”icL” wird, zusammen mit einem AUS-Schalten des Transistors T2, wird der Transistor T1 gemäß der Konstantstrom-Steuerung wiederholt EIN und AUS geschaltet. Ein Mittelwert der Injektorspannung ”I” wird auf einen Konstantstrom zwischen dem oberen Grenzwert ”icH” und dem unteren Grenzwert ”icL” angepasst. Wenn der Transistor T1 EIN ist, wird die Batteriespannung VB stromaufwärts der Spule 17 als eine Quellspannung eingebracht. Der elektrische Strom fließt durch den Transistor T1 und die Diode 27 hindurch in die Spule 17. Wenn der Transistor T1 AUS ist, fließt der elektrische Strom (Rückflussstrom) von der Erdungsleitung durch die Diode 31 hindurch in die Spule 17.
Gemäß der Konstantstromsteuerung fließt, nachdem der Transistor T2 AUS geschaltet ist, ein Konstantstrom durch die Spule 17, wodurch der Kraftstoffinjektor 15 offen gehalten wird.
Es ist festzuhalten, dass der Transistor T1 für eine kurze Periode, nachdem das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 HOCH wird, EIN ist, wie in 2 gezeigt ist. Dieses Phänomen ist in der Konstantstrom-Steuerung begründet. Das heißt, der Transistor T1 ist kontinuierlich EIN, nachdem das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 HOCH wird, bis dass der Injektorstrom ”I” den oberen Schwellwert ”icH” erreicht. Da die Spannung VC von der Booster-Schaltung 29 größer als die Batteriespannung VB ist, fließt der elektrische Strom durch die Spule 17 hindurch, während der Transistor T2 EIN ist, auch wenn der Transistor T1 EIN geschaltet ist. Selbst wenn die Konstantstrom-Steuerung gestartet ist, ist aus diesem Grunde das Steuerergebnis dasselbe, wenn der Injektorstrom ”I” auf den unteren Schwellwert ”icL” fällt, nachdem der Transistor T2 durch die Einschaltstoßstrom-Steuerung AUS geschaltet wird.
2 zeigt einen Fall, bei welchem der untere Schwellwert ”icL” und der obere Schwellwert ”icH” immer konstant sind, und der Injektorstrom ”I” auf eine Art Konstantstrom angepasst wird. Wenn eine spezifizierte Zeit verstrichen ist, seit die Beaufschlagung der Spule 17 mit Energie gestartet wurde, können der untere Schwellwert ”icL” und der obere Schwellwert ”icH” jedoch auf kleiner Werte geändert werden, und kann der Injektorstrom ”I” auf einen tieferen Konstantstrom eingestellt werden.
Danach, wenn das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 von dem Mikrocomputer 37 von HOCH zu NIEDRIG wird, beendet die Antriebsteuerschaltung 35 die Antriebsteuerung der Transistoren T1, T2. Die Transistoren T1 und T2 werden AUS gehalten. Zu der gleichen Zeit schaltet die Antriebsteuerschaltung 35 das antreibende Signal SD0 nach NIEDRIG, und wird der Transistor T0 AUS geschaltet.
Dann wird die Spule 17 nicht mehr mit Energie beaufschlagt, wird und der Injektor 15 geschlossen. Die Kraftstoffinjektion durch den Injektor 15 wird beendet.
Wenn dazuhin das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 von NIEDRIG zu HOCH wird, und die Antriebsteuerschaltung 35 die Antriebsteuerung der Transistoren T1, T2 beendet, und den Transistor T0 AUS schaltet, wird einer der Transistoren T1 und T2, welcher EIN war, AUS geschaltet, und der Transistor T0 wird AUS geschaltet. Daher wird der Transistor T0, wie oben geschildert, in der aktiven Region durch die Zener-Diode 33 EIN geschaltet, so dass die elektromotorische Gegenkraft der Spule 17 sofort aufgebraucht wird.
Eine spezifische Konfiguration der Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 wird im Folgenden erläutert werden.
Wie in 1 gezeigt ist, empfängt die Antriebsteuerschaltung 35 ein Modus-Schalt-Signal von dem Mikrocomputer 37. Wenn das Modus-Schalt-Signal einen normalen Modus anzeigt (NIEDRIGER Level, zum Beispiel), führt die Antriebsteuerschaltung 35 den oben geschilderten Grundbetrieb durch. Wenn das Modus-Umschalt-Signal einen Charakteristik-Erfassungs-Modus (HOHER Level) zum Erfassen der Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 anzeigt, führt die Antriebsteuerschaltung 35 einen von dem Grundbetrieb leicht unterschiedlichen Betrieb durch.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Betrieb der Antriebsteuerschaltung 35 im Folgenden erläutert werden.
3 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Antriebsteuerschaltung 35 zeigt. Wenn die Antriebsteuerschaltung 35 erfasst, dass das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 von NIEDRIG zu HOCH wurde (S110: JA), wird der Transistor T0 EIN geschaltet (S120), und wird die Antriebsteuerung (Einschaltstoßstrom-Steuerung und Konstantstrom-Steuerung) der Transistoren T1 und T2 gestartet (S130).
Dann, wenn die Antriebsteuerschaltung 35 erfasst, dass das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 NIEDRIG wird (S140: JA), ermittelt die Antriebsteuerschaltung 35 in S150, ob das Modus-Umschalt-Signal den Charakteristik-Erfassungs-Modus (HOHER Level) anzeigt.
Wenn das Modus-Umschalt-Signal den normalen Modus anzeigt (S150: NEIN), beendet die Antriebsteuerschaltung 35 die Antriebsteuerung der Transistoren T1 und T2, und schaltet diese den Transistor T0 (S160) AUS.
Das heißt, der Betrieb in S110–S140 und S160 entspricht dem Betrieb im normalen Modus, das heißt, dem Grundbetrieb.
Währenddessen beendet (S180) die Antriebsteuerschaltung 35, wenn die Antriebsteuerschaltung 35 erfasst, dass das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 NIEDRIG wurde (S140: JA) und das Modus-Schalt-Signal den Charakteristik-Erfassungsmodus (S150: JA) anzeigt, die Antriebsteuerung der Transistoren T1 und T2, ohne den Transistor T0 AUS zu schalten. Dann, wenn eine spezifizierte Zeit ”td” verstrichen ist, seit das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 NIEDRIG wurde (S190: JA), wird der Transistor T0 AUS geschaltet (S200).
Das heißt, wenn das Modus-Umschalt-Signal den Charakteristik-Erfassungs-Modus anzeigt, verzögert die Antriebsteuerschaltung 35 einen Zeitpunkt, zu welchem der Transistor T0 AUS geschaltet wird, um die spezifizierte Zeit ”td” relativ zu einer Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1, wie in 4 gezeigt. Der Zeitpunkt, zu welchem der Transistor T0 AUS geschaltet wird, entspricht einem Zeitpunkt, zu welchem das antreibende Signal SD0 von HOCH zu NIEDRIG wird. Die Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 entspricht einem Zeitpunkt, zu welchem die Injektor-Antrieb-Periode des Kraftstoffinjektors 15 beendet wird.
Wenn die Antriebsteuerschaltung 35 die AUS-Zeit des Transistors T0 relativ zu der Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 verzögert, wird einer der Transistoren T1 und T2, welche EIN gewesen ist, AUS geschaltet, während der Transistor T0 EIN ist. Daher fließt der elektrische Strom durch die Diode 31 hindurch ohne die Funktion der Zener-Diode 33 zurück zu der Spule 17.
In 4 ist die Wellenform, die durch eine gepunktete Linie gezeigt ist, eine Wellenform von dann, wenn die Antriebsteuerschaltung 35 den Grundbetrieb (normalen Modus) durchführt. In diesem Fall wird der Transistor T0, direkt nachdem das antreibende Signal SD0 von HOCH nach NIEDRIG geändert wird, in der aktiven Region durch die Zener-Diode 33 EIN geschaltet, und verschwindet die elektromotorische Gegenkraft der Spule 17 sofort. Daher verringert sich der Injektorstrom ”I” rasch. Wie oben erwähnt, entspricht die Periode, in welcher die Spannung V2 am stromabwärtigen Anschluss ”Vz + Vth” beträgt, einer Periode, in welcher der Transistor T0 in der aktiven Region EIN ist.
Wenn andererseits, wie eine Wellenform anzeigt, die durch einen durchgehende Linie in 4 gezeigt ist, die Antriebsteuerschaltung 35 die AUS-Zeit des Transistors T0 relativ zu der Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 verzögert, verringert sich der Injektorstrom ”I” in stärkerem Maße allmählich, als im Fall des Grundbetriebes. Eine Zeitperiode von der Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Injektorstrom ”I” null wird, ist daher verlängert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die oben erwähnte spezifizierte Zeit ”td” länger eingerichtet, als die maximale Zeitperiode von der Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Injektorstrom ”I” Null wird. Wenn das antreibende Signal SD0 von HOCH zu NIEDRIG geschaltet wird, ist aus diesem Grunde der Injektorstrom ”I”, wie in 4 gezeigt, Null.
Bei 4 entspricht ”stromaufwärtige Anschlussspannung V1” der Spannung an dem ersten Anschluss 21.
4 zeigt einen Fall, bei welchem die Antriebzeit-Periode des Kraftstoffinjektors 15 sehr kurz ist, und das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 NIEDRIG wird, ehe das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 HOCH wird, und der Injektorstrom ”I” den Peak-Wert ”ip” erreicht. Aus diesem Grunde wird der Transistor T2, bei dem in 4 gezeigten Fall, zu der Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 AUS geschaltet, und wird der Transistor T0 AUS geschaltet, wenn seit dann die spezifizierte Zeit ”td” verstrichen ist. Andererseits wird, wenn das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 in einer Periode, in welcher der Transistor T1 gemäß der oben erwähnten Konstantstromsteuerung EIN und AUS geschaltet wird, NIEDRIG geschaltet wird, die Konstantstromsteuerung zu der Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 beendet, und ist der Transistor T1 nicht länger EIN geschaltet. Wenn die spezifizierte Zeit ”td” seit dann verstrichen ist, wird der Transistor T0 AUS geschaltet.
Der Mikrocomputer 37 führt die Charakteristik-Erfassungsverarbeitung, die in 5 gezeigt ist, zum Erfassen der Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 durch. Diese Charakteristik-Erfassungsverarbeitung wird durchgeführt unmittelbar bevor die Kraftstoffinjektion gestartet wird, und das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal HOCH geschaltet wird. 5 ist ein Flussdiagramm, welches die Charakteristik-Erfassungsverarbeitung mit Bezug auf den Kraftstoffinjektor 15, der an dem ersten Zylinder vorgesehen ist, zeigt. Die Charakteristik-Erfassungsverarbeitung wird durchgeführt, ehe das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 HOCH geschaltet wird.
In S310 ermittelt der Mikrocomputer 37, ob die Charakteristik-Erfassung des Kraftstoffinjektors 15 durchgeführt werden wird. Wenn der Mikrocomputer 37 ermittelt, dass die Charakteristik-Erfassung des Kraftstoffinjektors 15 nicht durchgeführt werden wird, fährt die Verarbeitung mit S315 fort.
In S315 richtet der Mikrocomputer 37 das Modus-Schalt-Signal an die Antriebsteuerschaltung 35 in dem oben erwähnten normalen Modus ein, wodurch der Betriebsmodus der Antriebsteuerschaltung 35 als der normale Modus eingerichtet wird, um die Charakteristik-Erfassungs-Verarbeitung zu beenden.
Unterdessen fährt die Verarbeitung, wenn der Mikrocomputer 37 ermittelt, dass die Charakteristik-Erfassung des Kraftstoffinjektors 15 in S310 durchgeführt werden wird, mit S320 fort, in welchem das Modus-Schalt-Signal eingerichtet wird, um die Charakteristik-Erfassung des Kraftstoffinjektors 15 durchzuführen, wodurch der Betriebsmodus der Antriebsteuerschaltung 35 in dem Charakteristik-Erfassungs-Modus eingerichtet wird.
Dann fährt die Verarbeitung mit S330 fort, wobei diese wartet, bis die Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 kommt. Die Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 entspricht einer Zeit, zu welcher das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal S#1 von HOCH zu TIEF geschaltet wird, und die Injektor-Antrieb-Periode des Injektors 15 endet. Wenn die Zeit des Abfallens des Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignals S#1 gekommen ist, fährt die Verarbeitung mit S340 fort.
Ein Sampling des Injektorstromes ”I” wird in S340 gestartet. Insbesondere da bei der vorliegenden Ausführungsform die Spannung ”Vi”, welche in dem Widerstand 25 erzeugt wird, als der Injektorstrom ”I” erfasst wird, wird die Spannung ”Vi” durch einen A/D-Wandler 44 zu einem spezifizierten Zeitintervall A/D-gewandelt, und jeder der A/D-gewandelten Werte wird sequentiell in dem RAM 43 gespeichert.
Es ist festzuhalten, dass mit dem Sampling des Injektorstromes ”I” weiter gemacht wird, bis ermittelt wird, dass der Injektorstrom ”I” Null wird. Alternativ wird mit dem Sampling des Injektorstromes ”I” weiter gemacht, bis die spezifizierte Zeit ”td” verstrichen ist. Durch Durchführen des Samplings des Injektorstromes ”I” kann dazuhin der Injektorstrom ”I”, welcher sich von der Beendigung der Injektor-Antrieb-Periode des Kraftstoffinjektors 15 an verringert, gemessen werden.
Wenn der Injektorstrom ”I” zu Null wird, beendet der Mikrocomputer 37 das Sampling. Die Verarbeitung fährt mit S350 fort.
In S350 berechnet der Mikrocomputer 37 die Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 auf Grundlage der A/D-gewandelten Werte, die in dem RAM 43 gespeichert sind. Dann beendet der Mikrocomputer 37 die Charakteristik-Erfassungs-Verarbeitung.
Die Verarbeitung in S350 wird im Folgenden detaillierter erläutert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jeder A/D-gewandelte Wert, der in dem RAM 43 gespeichert ist, integriert, wodurch der integrierte Wert des sich verringernde Injektorstromes ”I” erhalten wird. Auf Grundlage des integrierten Wertes des Injektorstromes ”I” erfasst der Mikrocomputer 37 eine Induktivität der Spule 17 als die Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15.
Noch spezifischer gesagt, speichert der ROM 42 eine Datenkarte zum Berechnen der Induktivität des Kraftstoffinjektors 15 auf Grundlage der Antriebszeitperiode des Kraftstoffinjektors 15 (Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal ist HOCH) und des integrierten Wertes des sich verringernden Injektorstromes ”I”. In S350 werden die Antriebszeit-Periode des Kraftstoffinjektors 15 und der Injektorstrom ”I” auf die oben genannte Datenkarte angewendet. Darüber hinaus wird eine Interpolationsberechnung ausgeführt, um die Induktivität zu berechnen.
Obwohl die Induktivität des Kraftstoffinjektors 15 konstant ist, variiert der integrierte Wert des Injektorstromes ”I” gemäß dem Injektorstrom ”I” von dann, wenn die Injektor-Antriebs-Periode des Kraftstoffinjektors 15 beendet wird. Da der Injektorstrom ”I” von dann, wenn die Injektor-Antriebs-Periode beendet wird, gemäß der Antriebszeit-Periode des Kraftstoffinjektors 15 variiert, wird dazuhin nicht nur der integrierte Wert, sondern auch die Antriebszeit-Periode des Kraftstoffinjektors 15 als ein Parameter zum Berechnen der Induktivität gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet. Daneben kann die Datenkarte zum Berechnen der Induktivität durch eine theoretische Berechnung oder ein Experiment eingerichtet werden.
Als eine Modifikation kann anstelle der Antriebszeit-Periode der Injektorstrom ”I” zu der Zeit, wenn die Injektorantriebs-Periode beendet wird, als ein Parameter zum Berechnen der Induktivität verwendet werden. In diesem Fall kann die Datenkarte zum Berechnen der Induktivität auf Grundlage des Injektorstromes ”I” von dann, wenn sich die Injektorantriebs-Periode beendet, und des integrierten Wertes des sich verringernden Injektorstromes ”I” eingerichtet wurde. Der Mikrocomputer 37 speichert den ersten A/D-Wandlungswert von dann, wenn das Sampling des Injektorstromes ”I” in S340 gestartet wird, als den Injektorstrom ”I” von dann, wenn die Injektorantriebs-Periode beendet wird. Der gespeicherte Injektorstrom ”I” und der berechnete integrierte Wert werden auf die Datenkarte angewendet, wodurch die Induktivität berechnet wird.
Bei einem Fall, in welchem die Charakteristik-Erfassung des Kraftstoffinjektors 15 durchgeführt wird, braucht, wenn sichergestellt ist, dass der Injektorstrom ”I” zu der Zeit der Beendigung der Injektorantriebs-Periode konstant ist, die Datenkarte die Antriebszeit-Periode nicht immer als einen Parameter. Die Induktivität kann auf Grundlage des integrierten Wertes des ansteigenden Injektorstromes ”I” berechnet werden.
Wenn die Induktivität des Kraftstoffinjektors 15 variiert wird, wird die andere Charakteristik ebenso variiert. Zum Beispiel wird eine Verzögerungszeit (Ventilschließungs-Verzögerungszeit) von dann, wenn die Injektorantriebs-Periode beendet wird, bis dann, wenn der Kraftstoffinjektor 15 tatsächlich geschlossen ist, variiert. Aus diesem Grunde wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Datenkarte zum Berechnen der Ventilschließungs-Verzögerungszeit auf Grundlage der Induktivität in dem ROM 42 gespeichert. Daneben kann die Datenkarte zum Berechnen der Ventilschließungs-Verzögerungszeit durch eine theoretische Berechnung oder ein Experiment eingerichtet werden.
Dann wendet der Mikrocomputer 37 die Induktivität, welche in S350 berechnet wurde, auf die Datenkarte zum Berechnen der Ventilschließ-Verzögerungszeiten an. Darüber hinaus führt der Mikrocomputer 37 die Interpolationsberechnung zum Berechnen der Ventilschließungs-Verzögerungszeit des Kraftstoffinjektors 15 durch.
Wenn der Mikrocomputer 37 die Antriebszeit-Periode (Injektionsperiode) des Kraftstoffinjektors 15, welcher an dem ersten Zylinder vorgesehen ist, bei der Kraftstoffinjektions-Steuerverarbeitung ermittelt, korrigiert der Mikrocomputer 37 einen Basiswert der Antriebzeit-Periode, welcher auf Grundlage von Motorantriebsinformationen, wie beispielsweise Motordrehzahl, berechnet wird, auf Grundlage der Ventilschließungs-Verzögerungszeit des Kraftstoffinjektors 15, welcher an dem ersten Zylinder vorgesehen ist, wodurch die Antriebszeit-Periode zum Erhalten der Kraftstoffinjektions-Menge berechnet wird. Insbesondere wird eine Differenz (tc – tr) zwischen der berechneten Ventilschließungs-Verzögerungszeit ”tc” und einem Standardwert ”tr” der Ventilschließungs-Verzögerungszeit berechnet. Der Basiswert der Antriebszeit-Periode wird durch eine Zeit, welche der Differenz (tc – tr) entspricht, verkürzt. Dann wird der eingerichtete Wert als die Antriebszeit-Periode, welche tatsächlich zum Antreiben des Kraftstoffinjektors 15 verwendet wird, etabliert. Es ist festzuhalten, dass die Differenz (tc – tr) eine individuelle Differenz des Kraftstoffinjektors 15 ist. Bei der Antriebszeit-Periode ist das Energiebeaufschlagungs-Anweisungssignal HOCH.
Der oben beschriebene Betrieb wird bei den Kraftstoffinjektoren 15, welche an den anderen Zylindern als dem ersten Zylinder vorgesehen sind, durchgeführt. Gemäß der Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 der vorliegenden Ausführungsform, verzögert die Antriebsteuerschaltung 35, wenn der Mikrocomputer 37 das Sampling des Injektorstromes ”I”, welcher von einer Zeit der Beendigung eine Antriebszeit-Periode an abnimmt, durchführt, die AUS-Zeit des Transistors T0 relativ zu der Zeit der Beendigung der Injektorantriebs-Periode. Daher verringert sich der Injektorstrom ”I” allmählich, und wird die verringernde Periode des Injektorstromes ”I” verlängert.
Die Wellenform des Injektorstromes ”I”, welche der Mikrocomputer 37 durch Sampling misst, wird daher gemäß der Differenz der Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 veränderbar. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der integrierte Wert des Injektorstromes ”I” veränderbar gemäß der Induktivität des Kraftstoffinjektors 15. Im Ergebnis kann die Erfassungsgenauigkeit der Induktivität verbessert sein. Da nicht immer nötig ist, dass der A/D-Wandler 44 einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb durchführt, kann dazuhin ein Kostenanstieg der Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 vermieden werden.
In S310 der in 5 gezeigten Charakteristikerfassungs-Verarbeitung kann es dazu eingerichtet sein, dass die Charakteristikerfassung des Kraftstoffinjektors 15 mit Bezug zu jeder Kraftstoffinjektion durchgeführt wird.
In S310 der Charakteristikerfassungs-Verarbeitung kann es dazuhin dazu eingerichtet sein, dass der Mikrocomputer 37 die Charakteristikerfassung des Kraftstoffinjektors 15 durchführt, wenn ein Teil einer Kraftstoffinjektion von den mehrstufigen Injektionen ausgeführt wird. Gemäß der vorgenannten Einrichtung ist das Folgende wünschenswert.
Das heißt, bei einem Fall, in welchem das Sampling des Injektorstromes ”I” zum Erfassen der Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 durchgeführt wird, verringert sich der Injektorstrom ”I” allmählich, und wird die Ventilschließungszeit des Kraftstoffinjektors 15 über das Übliche hinaus verzögert. Die tatsächliche Kraftstoffinjektions-Menge steigt auch an. Aus diesem Grunde wird von den mehrstufigen Injektionen unter Bezug auf die anderen Injektionen, auf welche die Charakteristikerfassung des Kraftstoffinjektors 15 nicht durchgeführt wird, die Antriebszeit-Periode des Kraftstoffinjektors 15 korrigiert, so dass sie kürzer wird, wodurch die gesamte Kraftstoffinjektions-Menge durch die mehrstufige Injektion gleich dem Fall werden kann, in welchem die Charakteristikerfassung nicht durchgeführt wird. Das heißt, bei der Verbrennung und der Emission des Motors 13 tritt kein Einfluss aufgrund der Charakteristikerfassung auf.
Insbesondere in S310 der Charakteristikerfassungs-Verarbeitung ist es vorzuziehen, dass der Mikrocomputer 37 die Charakteristikerfassung des Kraftstoffinjektors 15 durchführt, wenn eine letzte Kraftstoffinjektion von den mehrstufigen Injektionen ausgeführt wird.
Zu der letzen Kraftstoffinjektion von den mehrstufigen Kraftstoffinjektionen hinwendend ist ein Zeitintervall zwischen der gegenwärtigen Injektion und der darauf folgenden Injektion unter Bezug auf den spezifischen Zylinder signifikant länger als der der mehrstufigen Injektion. Auch falls die sich verringernde Periode des Injektorstromes ”I” zum Durchführen der Charakteristikerfassung des Kraftstoffinjektors 15 verlängert wird, tritt bei der darauf folgenden Kraftstoffinjektion daher kein Einfluss auf
Die bevorzugten Ausführungsformen sind oben beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt.
Zum Beispiel ist die Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 nicht auf die Induktivität beschränkt. Andere Arten an Charakteristik können als die Charakteristik des Kraftstoffinjektors 15 verwendet werden. Ein Beispiel wird beschrieben werden, bei welchem die Ventilschließungs-Verzögerungszeit direkt und nicht aus der Induktivität erfasst wird.
Generell ist bekannt, dass sich der Injektorstrom ”I” zu einer Ventilschließungs-Zeit des Kraftstoffinjektors 15 rasch verringert. Aus diesem Grunde werden, zum Beispiel in S350 von 5, die Zeit-Differenzialwerte von den A/D-gewandelten Werten, die in dem RAM 43 gespeichert sind, berechnet. Ein Zeitpunkt, welcher dem Zeit-Differenzialwert entspricht, zu welchem die Änderungstendenz sich zu einer Erhöhung ändert, oder zu welchem der Differentialwert anfängt, sich von Null zu verringern, kann als die Ventilschließungszeit des Injektors 15 erfasst werden. Eine Zeitperiode von der Beendigung der Injektorantriebs-Periode bis zu der erfassen Ventilschließungs-Zeit kann als die Ventilschließungs-Verzögerungszeit des Kraftstoffinjektors 15 berechnet werden.
Zum Bogenlöschen kann eine Zener-Diode verwendet werden, deren Kathode sowohl mit dem zweiten Anschluss 23 als auch einer Senke des Transistors T0 verbunden ist, und deren Anode mit einer Quelle oder einer Summenleitung des Transistors T0 verbunden ist. In diesem Fall wird die elektromotorische Gegenkraft der Spule 17 durch diese Zener-Diode verbraucht.
Bei den vorgenannten Ausführungsformen sind zwei Transistoren T1 und T2 als ein elektrischer Energiezuführungsabschnitt vorgesehen, welcher die Quellenspannung stromaufwärts der Spule 17 einbringt. Wenn irgendeiner der Transistoren T1 und T2 EIN geschaltet ist, wird die Quellspannung in die Spule 17 eingebracht (Energie-Einbringungszustand). Sind sowohl der Transistor T1 als auch der Transistor T2 AUS geschaltet, wird die Quellspannung nicht in die Spule 17 eingebracht (Energie-Nichteinbringungszustand). Die vorliegende Offenbarung kann unterdessen auf einen Fall angewendet werden, bei welchem nur einer der Transistoren T1 und T2 vorgesehen ist.
Eine Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung 11 weist einen Transistor T0 stromabwärts einer Spule 17 eines Kraftstoffinjektors 15, zwei Transistoren T1, T2, welche eine Quellspannung stromaufwärts der Spule 17 einbringen, eine Diode 31, die einen elektrischen Strom von einer Erdung zu einer Spule 17 zurück leitet, und eine Zener-Diode 33, die dazu vorgesehen ist, die elektromotorische Gegenkraft, welche in der Spule 17 erzeugt wird, wenn einer der Transistoren T1, T2 AUS geschaltet ist, und der Transistor T0 AUS geschaltet wird, nachdem eine Injektorantriebs-Periode des Kraftstoffinjektors 15 beendet ist, rasch verbraucht, auf. Wenn ein Mikrocomputer 37 einen Injektorstrom ”I” misst, welcher sich von einer Zeit des Beendens einer Injektorantriebs-Periode an verringert, verzögert eine Antriebsteuerschaltung 35 eine AUS Zeit des Transistors T0 relativ zu einer Zeit einer Beendigung einer Injektorantriebs-Periode, wodurch sich der Injektorstrom ”I” somit allmählich verringert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-532448 A [0004, 0006]
EP 2174046 A1 [0004, 0006]

Claims

Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung, die umfasst: ein stromabwärtiges Schaltelement (T0), das in einem Energiebeaufschlagungs-Pfad zum Zuführen eines elektrischen Stromes zu einer Spule (17) eines Kraftstoffinjektors (15) vorgesehen ist, wobei das stromabwärtige Schaltelement (T0) stromabwärts der Spule in Reihe vorgesehen ist, einen Zuführungsabschnitt (T1, T2) für elektrische Energie, welcher zwischen einem Energie-Einbringungszustand, bei welchem eine Quellspannung stromaufwärts der Spule in den Energiebeaufschlagungs-Pfad eingebracht wird, und einem Energie-Nichteinbringungszustand, bei welchem keine Quellspannung stromaufwärts der Spule in den Energiebeaufschlagungs-Pfad eingebracht wird, schalten kann, einen Rückleitungsabschnitt (31) zum Rückleiten des elektrischen Stromes von stromabwärts des stromabwärtigen Schaltelements nach stromaufwärts der Spule, wenn der Zuführungsabschnitt (T1, T2) für elektrische Energie von dem Energie-Einbringungszustand in den Energie-Nichteinbringungszustand schaltet, während das stromabwärtige Schaltelement EIN ist, einen Bogenlöschungsabschnitt (33) zum Löschen einer elektromotorischen Gegenkraft, welche in der Spule erzeugt wird, wenn der Zuführungsabschnitt für elektrische Energie von dem Energie-Einbringungszustand in den Energie-Nichteinbringungszustand umschaltet und wenn das stromabwärtige Schaltelement von EIN zu AUS geschaltet wird, ein Einrichtungsabschnitt (37) zum Einrichten einer Injektorantriebs-Periode des Kraftstoffinjektors, einen Antriebsteuerabschnitt (35), welcher den Zuführungsabschnitt (T1, T2) für elektrische Energie steuert, damit dieser den Energie-Einbringungszustand annimmt, wenn die Injektorantriebs-Periode gestartet wird, wobei der Antriebsteuerabschnitt (35) das stromabwärtige Schaltelement zum Starten einer Beaufschlagung der Spule mit Energie zum Öffnen des Kraftstoffinjektors EIN schaltet, wobei der Antriebsteuerabschnitt (35) den Zuführabschnitt (T1, T2) für elektrische Energie steuert, damit dieser den Energie-Nichteinbringungszustand annimmt, wenn die Injektorantriebs-Periode beendet wird, und wobei der Antriebsteuerabschnitt (35) das stromabwärtige Schaltelement zum Beenden der Beaufschlagung der Spule mit Energie zum Schließen des Kraftstoffinjektors AUS schaltet, und einen Erfassungsabschnitt (37, S340, S350) zum Messen eines sich verringernden elektrischen Stromes, welcher durch die Spule fließt, ab der Beendigung der Injektorantriebs-Periode und zum Erfassen einer Charakteristik des Kraftstoffinjektors auf Grundlage des gemessenen elektrischen Stromes, wobei in einem Fall, dass der Erfassungsabschnitt den sich verringernden elektrischen Strom misst, der Antriebsteuerabschnitt (35) einen Zeitpunkt, zu welchem das stromabwärtige Schaltelement AUS geschaltet ist, relativ zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Injektorantriebs-Periode beendet wird, verzögert.
Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffinjektor einen Kraftstoff in einen Zylinder eines Motors mit interner Verbrennung (13) injiziert, wenn er geöffnet ist, der Kraftstoff, welcher für eine Verbrennung in einem Zylinder benötigt wird, in den Zylinder von dem Kraftstoffinjektor durch mehrmaliges Teilen der Injektion injiziert wird, und ein Erfassungsabschnitt (37, S340, S350) den sich verringernden elektrischen Strom misst, wenn ein Teil einer Kraftstoffinjektion von mehreren Injektionen ausgeführt wird.
Kraftstoffinjektions-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Erfassungsabschnitt (37, S349, S350) den sich verringernden elektrischen Strom misst, wenn eine letzte Kraftstoffinjektion von mehreren Injektionen ausgeführt wird.