DE102013214905A1

DE102013214905A1 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102013214905A1
Application number: DE102013214905.0A
Authority: DE
Inventors: Toshio Nishimura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP5644818B2; DE102013214905B4; JP2014031731A; US20140034025A1; US9752545B2

Abstract

In einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (11, 51) wird ein Injektor (15) angetrieben, um sein Ventil zu öffnen, indem einer Spule (17) des Injektors während eines von einem Mikrocomputer (37) ausgegebenen Hochpegelzeitabschnitts eines Stromzufuhrbefehlssignals ein Strom zugeführt wird. Eine Ventilschließzeit des Injektors wird auf der Grundlage eines Spulenstroms erfasst, der von einer Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlsignals absinkt. Durch Vergleich des Spulenstroms mit mehreren gleich unterteilten Vergleichsschwellenwerten durch Komparatoren (45-1 bis 45-6, 53) werden jeweils Zeiten erfasst, zu denen der Spulenstrom auf die Vergleichsschwellenwerte absinkt. Die Ventilschließzeit wird auf der Grundlage von Zeitunterschieden zwischen den erfassten Zeiten erfasst.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung zum Antrieb eines Injektors vom Elektromagnetventiltyp, der ein Ventil desselben öffnet, wenn einer Spule desselben Strom zugeführt wird.
HINTERGRUND
Für Injektoren (Kraftstoffeinspritzventile) zum Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder einer Maschine mit interner Verbrennung, die in einem Fahrzeug montiert ist, wird ein Injektor vom Elektromagnettyp verwendet. Dieser Injektor wird angetrieben, um sein Ventil zu öffnen, wenn seine Spule durch elektrischen Strom mit Energie versorgt wird. Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die die Kraftstoffeinspritzung in die Maschine mit interner Verbrennung durch Antrieb des Injektors steuert, steuert eine Kraftstoffeinspritzzeit und eine Kraftstoffeinspritzmenge durch Steuern einer Antriebsstartzeit und einer Antriebsdauer bzw. eines Antriebszeitabschnitts. Die Antriebsstartzeit ist ein Zeitpunkt eines Stromzuführvorgangs zum Zuführen von Strom in eine Spule. Der Antriebszeitabschnitt ist ein Zeitintervall zum Fortsetzen des Stromzuführvorgangs ab dem Antriebsstartzeitpunkt.
Es wird bei dieser Art von Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung vorgeschlagen, eine Charakteristik des Injektors zu erfassen und den Antriebszeitabschnitt oder dergleichen des Injektors entsprechend dem erfassten Wert (beispielsweise gemäß einer Größe der Abweichung des erfassten Werts von einem Referenzwert) zu korrigieren.
Als eine Technologie zum Erfassen der Charakteristik eines Injektors offenbart beispielsweise die JP 2010-532448 A die Berechnung eines Zeitabschnitts (Schließzeitabschnitts), der von einem Startzeitpunkt eines Ventilverschließvorgangs bis zu einer Ventilverschließzeit dauert, als der Injektorcharakteristik. Die Ventilverschließzeit des Injektors wird auf der Grundlage eines Differenzialwerts erfasst, der durch Ableiten bzw. Differenzieren eines Stroms der Spule berechnet wird, der vom Startzeitpunkt des Verschließvorgangs (der einer Endzeit des Antriebszeitabschnitts entspricht) des zu dem Injektor passenden elektromagnetischen Ventils absinkt. Zudem offenbart die JP 2010-532448 A , dass zur Realisierung einer benötigten Kraftstoffeinspritzmenge der Antriebssteuerfortsetzungszeitabschnitt (der dem Antriebszeitabschnitt entspricht) unter Verwendung der berechneten Ventilverschließzeit berechnet wird.
Nach der in der JP 2010-532448 A offenbarten Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung wird der Differenzialwert des Stroms der Spule (des Spulenstroms) durch eine Analog/Digital-Umwandlung des Spulenstroms durch einen Analog/Digital-Wandler (ADC, Analog/Digital Converter) in jedem vorab festgelegten Intervall und Ableiten jedes A/D-gewandelten Werts berechnet.
Diese Berechnung erhöht die Verarbeitungslast und benötigt einen A/D-Wandelkanal des A/D-Wandlers in der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung.
KURZE ERLÄUTERUNG
Es ist daher eine Aufgabe, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung zu schaffen, die eine Ventilverschließzeit eines Injektors ohne A/D-Wandlung und Ableiten eines Spulenstroms erfasst.
Nach einem Aspekt wird eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Injektor mit einer Spule und einem Ventil geschaffen, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung ein Einstellteil, ein Antriebssteuerteil und ein Erfassungsteil aufweist. Das Einstellteil stellt einen Antriebszeitabschnitt des Injektors ein. Das Antriebssteuerteil treibt den Injektor, um das Ventil zu öffnen, indem es einen Stromzuführvorgang des Zuführens einer Einschaltspannung an die Spule des Injektors beginnt, um einen Strom bei einer Startzeit des durch das Einstellteil eingestellten Antriebszeitabschnitts an die Spule zuzuführen, und stoppt den Stromzuführvorgang, um das Ventil bei einer Endzeit des Antriebszeitabschnitts zu schließen. Das Erfassungsteil erfasst eine Ventilverschließzeit des Injektors auf der Grundlage des Spulenstroms, der ab der Endzeit des Antriebszeitabschnitts kleiner wird. Das Erfassungsteil erfasst jedes Mal, dass der Spulenstrom auf den jeweiligen von mehreren Vergleichsschwellenwerten absinkt, indem es den Spulenstrom mit jedem aus den mehreren Vergleichsschwellenwerten vergleicht, und erfasst die Ventilverschließzeit auf der Grundlage der erfassten Zeiten.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
1 ist ein Schaltschaubild, das eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist ein Zeitschaubild, das einen grundlegenden Betrieb einer Antriebssteuerschaltung in der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Zeitschaubild, das einen Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung zur Erfassung der Ventilverschließzeit zeigt, die von einem Mikrocomputer in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
5 ist ein Schaltdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform zeigt;
6 ist ein Ablaufplan, der einen Ventilverschließzeiterfassungsvorgang zeigt, die von einem Mikrocomputer in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird; und
7 ist ein Ablaufplan, der einen Ventilverschließzeiterfassungsvorgang zeigt, die von einem Mikrocomputer in einer dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
GENAUE ERLÄUTERUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung entsprechend verschiedener Ausführungsformen wird mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Mit Bezug auf 1 wird eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 vorgesehen, um jeden Injektor 15 anzutreiben, der Kraftstoff in jeden Zylinder einer Maschine 13 mit interner Verbrennung mit mehreren Zylindern (beispielsweise vier Zylindern) einspritzt, die in einem Fahrzeug eingebaut ist.
Der Injektor 15 ist ein herkömmlicher Injektor vom Magnetventiltyp, der einen Magneten als ein Ventilöffnungsstellglied umfasst. Das heißt, dass in dem Injektor 15 ein Ventilteil durch elektromagnetische Kraft der Spule 17 so in eine Ventilöffnungsposition bewegt wird, dass der Injektor 15 in seinem Ventilöffnungszustand Kraftstoff einspritzt, wenn eine Spule 17 des eingebauten Magneten unter Strom gesetzt wird. Wenn die Stromzufuhr zur Spule 17 gestoppt wird, wird das Ventilteil so in eine Ventilverschließposition zurückgebracht, dass der Injektor 15 die Kraftstoffeinspritzung in seinem Ventilverschließzustand anhält.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 steuert somit sowohl die Zeitdauer als auch den Zeitpunkt der Stromzufuhr zur Spule 17 des Injektors 15, um dadurch die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für jeden Zylinder der Maschine 13 zu steuern.
In 1 wird nur ein Injektor 15 unter mehreren Injektoren 15 gezeigt, der beispielsweise zum ersten Zylinder gehört. Der Betrieb des Injektors 15 des ersten Zylinders wird als ein Beispiel beschrieben. Ein Transistor wie ein MOSFET wird als ein Schaltelement zum Ein- und Ausschalten verwendet. Es können jedoch andere Arten von Schaltelementen wie ein Bipolartransistor verwendet werden.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 ist mit einem Anschluss 21, einem Anschluss 23, einem Transistor T0 und einem Stromerfassungswiderstand 25 versehen. Der Anschluss 21 ist mit einem Ende (der Hochpotenzialseite) der Spule 17 des Injektors 15 verbunden. Der Anschluss 23 ist mit dem anderen Ende (der Niedrigpotenzialseite) der Spule 17 verbunden. Der Transistor T0 ist mit dem Anschluss 23 an einem Abgabeanschluss desselben als ein Schaltelement auf der Niedrigpotenzialseite verbunden. Der Stromerfassungswiderstand 25 ist zwischen dem anderen Abgabeanschluss des Transistors T0 und einer Erdleitung (Leitung mit Erdpotenzial) geschaltet, um den Spulenstrom I, der in der Spule 17 fließt, in eine Spannung Vi umzuwandeln.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist der Anschluss 21 ein gemeinsamer Anschluss für den Injektor 15 jedes Zylinders. Die Spule 17 jedes Injektors 15 ist mit dem Anschluss 21 verbunden. Der Anschluss 23 und der Transistor T0 sind für die Spule 17 jedes Injektors 15 vorgesehen. Der Transistor T0 wird als ein Zylinderauswahlschalter bezeichnet, weil er als ein Schalter arbeitet, der einen Injektor 15 als ein Antriebsobjekt auswählt. Ein N-Kanal-MOSFET wird als der Transistor T0 verwendet.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 ist weiterhin mit einem Transistor T1 zur Zufuhr eines Konstantstroms, einer Rückflussverhinderungsdiode 27, einer Verstärkerschaltung 29 und einem Einschaltstromzuführtransistor T2 versehen. Der Transistor T1 ist an einem Abgabeanschluss desselben mit einer Stromleitung L1 verbunden, der eine Batteriespannung VB einer fahrzeuginternen Batterie zugeführt wird. Die Diode 27 ist an ihrer Anode mit dem anderen Abgabeanschluss des Transistors T1 verbunden und an ihrer Kathode mit dem Anschluss 21 verbunden. Die Verstärkerschaltung 29 verstärkt die Batteriespannung VB und gibt eine Spannung VC (> VB) zum Antrieb des Injektors 15 aus, um ein Ventil schnell zu öffnen. Der Transistor T2 wird an einem Ausgangsanschluss desselben mit einer Stromleitung L2 verbunden, der die Spannung VC von der Verstärkerschaltung 29 zugeführt wird, und am anderen Ausgangsanschluss desselben mit dem Anschluss 21 verbunden. Die Transistoren T1 und T2 sind beispielsweise P-Kanal-MOSFETs.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 ist weiterhin mit einer Glättungsdiode 31, einer Zener-Löschdiode 33, einer Antriebssteuerschaltung 35 und einem Mikrocomputer 37 verbunden. Die Diode 31 ist an ihrer Anode mit der Erdleitung verbunden und an ihrer Kathode mit dem Anschluss 21 verbunden. Die Zener-Diode 33 ist an ihrer Kathode mit den Anschlüssen bzw. dem Anschluss 23 und einem Drain-Anschluss des Transistors T0 verbunden und ist an ihrer Anode mit einem Gate des Transistors T0 verbunden. Die Antriebssteuerschaltung 35 steuert die Transistoren T0, T1, T2 und die Verstärkerschaltung 29.
Die Diode 31 glättet einen Strom von der Erdleitung, die die Niedrigpotenzialseite des Transistors T0 ist, zur Hochpotenzialseite der Spule 17, wenn einer der Transistoren T1 und T2 im Ein-Zustand unter der Bedingung, dass der Transistor T0 im Ein-Zustand ist, in den Aus-Zustand umgeschaltet wird.
Die Zener-Diode 33 ist vorgesehen, um eine elektromotorische Gegenkraft bzw. ein Beharrungsvermögen der Spule, die bzw. das in der Spule 17 erzeugt wird, zu verbrauchen und zu unterdrücken, wenn einer der Transistoren T1 und T2 vom Ein-Zustand in den Aus-Zustand geschaltet wird und der Transistor T0 aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand umgeschaltet wird. Zu dieser Zeit ändert sich ein von der Antriebssteuerschaltung 35 an das Gate des Transistors T0 ausgegebenes Antriebssignal SD0 von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel und der Transistor T0 neigt dazu, seinen Zustand aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand umzuschalten. Weil die Spule 17 elektromagnetische Energie in sich speichert, wird jedoch eine Gegenspannung (elektromagnetische Gegenkraft) am Anschluss 23 erzeugt, die größer als die Batteriespannung VB ist. Aufgrund dieser Gegenspannung fließt ein Zener-Strom in der Zener-Diode 33 von der Kathodenseite zur Anodenseite. Mit diesem Zener-Strom wird die Gate-Spannung des Transistors T0 so erhöht, dass der Transistor T0 in seinen aktiven Bereich einschaltet und der Strom, der der elektromagnetischen Energie entspricht, fährt damit fort, durch den Transistor T0 weiter in die Spule 17 zu fließen. Somit wird die von der elektromagnetischen Energie erzeugte elektromagnetische Gegenkraft hauptsächlich vom Transistor T0 verbraucht. Als ein Ergebnis verringert sich der Spulenstrom I im Vergleich zu einem Fall schneller, in dem einer der Transistoren T1 und T2 aus dem Ein-Zustand unter der Bedingung in den Aus-Zustand geschaltet wird, dass der Transistor T0 durch die Antriebsschaltung 35 im Ein-Zustand gesteuert wird.
Wenn man annimmt, dass Vz eine Zener-Spannung der Zener-Diode 33 ist und ein Schwellenwert einer Gitterspannung, bei der der Transistor T0 mit dem Einschalten beginnt, Vth ist, ist eine Drain-Spannung des Transistors T0 (eine Spannung am Anschluss 23) Vz + Vth, wenn der Transistor durch die Zener-Diode 33 in der aktiven Region einschaltet.
Der Mikrocomputer 37 ist mit einer CPU 41 versehen, um Programme auszuführen, einem ROM 42, um die auszuführenden Programme zu speichern, einem RAM 43 zum Speichern von arithmetischen Operationsergebnissen und dergleichen der CPU 41 darin, einem A/D-Wandler (ADC, Analog/Digital Converter) 44 und dergleichen.
Ein Startsignal, ein Kurbelwellensensorsignal, ein Nockenwellensensorsignal, ein Signal eines Kühlmitteltemperatursensors (ein Kühlmitteltemperatursensorsignal), ein Signal eines Luftflussmessers (Luftflussmesssignal) und dergleichen werden dem Mikrocomputer 37 als Signale zum Steuern der Maschine eingelesen. Das Startsignal ändert sich auf einen hohen Pegel, wenn eine Bedingung zum Starten einer Maschine 13 vorliegt. Das Kurbelwellensensorsignal wird von einem Kurbelwellensensor passend zur Drehung einer Kurbelwelle der Maschine 13 abgegeben. Das Nockensensorsignal wird von einem Nockensensor passend zur Drehung einer Nockenwelle der Maschine 13 ausgegeben. Der Kühlmitteltemperatursensor erfasst eine Kühlmitteltemperatur der Maschine 13. Der Luftflussmesser erfasst eine Ansaugluftmenge der Maschine 13.
In der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 wird die Batteriespannung VB der Stromleitung L1 zugeführt, wenn ein Fahrzeug durch einen vorab festgelegten Schaltvorgang eines Fahrers des Fahrzeugs in einen Zustand eingeschalteter Zündung versetzt wird. Aus dieser Batteriespannung VB wird eine Konstantspannung (beispielsweise 5 V) zum Betrieb des Mikrocomputers 37 und der Antriebssteuerschaltung 35 durch eine nicht gezeigte Antriebsschaltung erzeugt. Somit beginnt der Mikrocomputer 37 damit, zu arbeiten, wenn das Fahrzeug in den Zustand eingeschalteter Zündung versetzt ist. Der Zustand eingeschalteter Zündung entspricht einem Zustand, in dem die Batteriespannung VB einer Leitung einer Zündstromquelle im Fahrzeug zugeführt wird.
Wenn der Mikrocomputer 37 nach dem Beginn seine Betriebs erfasst, dass das Startsignal auf den hohen Pegel umgeschaltet wird, führt der Mikrocomputer 37 eine Zylinderidentifizierung (eine Spezifizierung einer Drehposition der Kurbelwelle) auf der Grundlage des Kurbelwellensensorsignals und des Nockenwellensensorsignals durch, um den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für jeden Zylinder zu bestimmen. Weil verschiedene Zylinderidentifizierungsverfahren herkömmlich bekannt sind und jedes davon verwendbar ist, wird dies nicht weiter beschrieben.
Nach dem Abschluss der Zylinderidentifizierung führt der Mikrocomputer 37 eine Kraftstoffeinspritzsteuerverarbeitung durch, um dadurch den Injektor 15 jedes Zylinders durch die Antriebssteuerschaltung 35 auf der Grundlage des Zylinderidentifizierungsergebnisses, einer auf der Grundlage des Kurbelwellensensorsignals berechneten Maschinendrehzahl und anderer Betriebsinformationen zu steuern, die vom Kühlmittelsensorsignal, dem Luftflussmesssignal und dergleichen erfasst werden.
Noch genauer bestimmt der Mikrocomputer 37 mit Bezug auf jeden Zylinder, ob eine Mehrstufeneinspritzung durchgeführt werden sollte. Wenn die Mehrstufeneinspritzung durchgeführt werden sollte, bestimmt der Mikrocomputer 37 die Anzahl von Einspritzungen in jeder Mehrstufeneinspritzung und den Antriebsstartzeitpunkt und die Antriebszeitdauer des Injektors für jede Kraftstoffeinspritzung. Der Antriebsstartzeitpunkt des Injektors 15 entspricht der Einspritzstartzeit und der Antriebszeitabschnitt des Injektors 15 entspricht dem Einspritzzeitabschnitt. Der Mikrocomputer 37 erzeugt auf der Grundlage der bestimmten Antriebsstartzeit und des Antriebszeitabschnitts ein Stromzufuhrbefehlssignal, das eine Stromzufuhr an den Injektor 15 anweist, und gibt es an die Antriebssteuerschaltung 35 aus.
Das Stromzufuhrbefehlssignal zeigt an, dass der Injektor 15 nur dann angetrieben wird (das bedeutet, die Spule 17 des Injektors 15 unter Strom steht), wenn das Stromzufuhrbefehlssignal auf einem aktiven Pegel ist. Das Stromzufuhrbefehlssignal wird daher eingerichtet, um den aktiven Pegel (beispielsweise hohen Pegel) ab der bestimmten Antriebsstartzeit und während der bestimmten Antriebsdauer einzunehmen.
Der Mikrocomputer 37 bestimmt somit eine Antriebsdauer (Antriebsstartzeitpunkt und Antriebszeitabschnitt) des Injektors 15 für jeden Zylinder auf der Grundlage der Betriebsinformation wie der Maschinendrehzahl, und stellt das Stromzuführsignal für den entsprechenden Zylinder nur während der Antriebsdauer auf den hohen Pegel ein. Das heißt, dass der Mikrocomputer 37 in der Kraftstoffeinspritzsteuerverarbeitung eine Anstiegszeit (eine Änderungszeit vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel) des Stromzufuhrbefehlssignals und eine Hochpegeldauer des Stromzufuhrbefehlssignals bestimmt.
Die Mehrstufeneinspritzung spritzt Kraftstoff mehrere Male vom Injektor 15 ein, indem Kraftstoff, der für eine Verbrennung in jedem Zylinder benötigt wird, in mehrere Portionen geteilt wird. Der Betrieb des Mikrocomputers 37 wird durch die CPU 41 erreicht, die die im ROM 42 des Mikrocomputers 37 gespeicherten Programme ausführt.
Die Antriebsschaltung 29 ist beispielsweise ein herkömmlicher Spannungserhöhungs-DC/DC-Konverter, der einen Kondensator mit einer Sperrspannung lädt, die in einer Spule (einem Induktor) durch eine Chopper-Steuerung der Spule erzeugt bzw. induziert wird.
Die Antriebssteuerschaltung 35 steuert die Verstärkerschaltung 29, um einen Verstärkungsvorgang so durchzuführen, dass die Ausgangsspannung VC (Ladespannung des Kondensators) der Verstärkungsschaltung 29 eine feste Sollspannung (beispielsweise 80 V) erreicht, wenn die Stromzufuhrbefehlssignale, die vom Mikrocomputer 37 für die Zylinder abgegeben werden, alle auf dem niedrigen Pegel sind (also in einem Zeitabschnitt, in dem der Injektor nicht betrieben wird).
Ein grundlegender Betrieb der Antriebssteuerschaltung 35 wird mit Bezug auf ein Zeitschaubild der 2 beschrieben. Wie vorstehend beschrieben wird das Stromzufuhrbefehlssignal für jeden Zylinder vom Mikrocomputer 37 in die Antriebssteuerschaltung 35 eingelesen, und nachfolgend wird dies für den ersten Zylinder beschrieben.
Wie in 2 gezeigt beginnt die Antriebssteuerschaltung 35 damit, einen Zufuhrbetrieb des Zuführens von Stromspannung an die Spule 17 zu starten, um einen Strom in der Spule 17 des Injektors 15 zu erzeugen, wenn das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 für den ersten Zylinder, das von der Antriebssteuerschaltung 35 eingelesen wird, vom niedrigen Pegel (L) zum hohen Pegel (H) wechselt. Genauer gesagt beginnt die Antriebssteuerschaltung 35 damit, den Betrieb der Transistoren T1 und T2 zu steuern und schaltet den Transistor T0 ein, indem sie das Antriebssignal an den Transistor T0, der zum ersten Zylinder gehört, auf den hohen Pegel ändert.
Die Antriebssteuerung für die Transistoren T1 und T2 umfasst (1) Einschaltstromsteuerung und (2) Konstantstromsteuerung. Weil der Transistor T1 ein P-Kanal-MOSFET ist, schaltet die Antriebssteuerschaltung 35 den Transistor T1 durch Ändern des Antriebssignals SD1 für den Transistor T1 auf den niedrigen Pegel ein und schaltet den Transistor T1 durch Ändern des Antriebssignals SD1 auf den hohen Pegel aus. In ähnlicher Weise schaltet die Antriebssteuerschaltung 35 den Transistor T2 durch Ändern des Antriebssignals SD2 für den Transistor T2 auf den niedrigen Pegel aus und schaltet den Transistor T2 durch Ändern des Antriebssignals SD2 auf den hohen Pegel ein, weil der Transistor T2 ebenfalls ein P-Kanal-MOSFET ist.
(1) Einschaltstromsteuerung
Die Antriebssteuerschaltung 35 beginnt die Einschaltstromsteuerung, wenn das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 sich vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel ändert, und schaltet zuerst den Transistor T2 ein.
Die Spannung VC wird dann von der Verstärkerschaltung 22 auf den Anschluss 21 und auch an die Spule 17 des Injektors 15 abgegeben, sodass die Stromversorgung der Spule 17 gestartet wird. Zu dieser Zeit fließt der Einschaltstrom, wie als ein Teil des Spulenstroms I in 2 gezeigt, um den Injektor 15 dazu anzutreiben, sein Ventil schnell zu öffnen.
Die Antriebssteuerschaltung 35 erfasst den Spulenstrom I auf der Grundlage der Spannung Vi (genauer gesagt eine Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden des Widerstands 25, die nachstehend als eine Stromerfassungsspannung bezeichnet wird), die vom Widerstand 25 nach den Einschalten des Transistors T2 entwickelt wird. Die Antriebssteuerschaltung 35 schaltet dann den Transistor T2 aus, wenn der erfasste Spulenstrom I auf einen Spitzenwert ip steigt, der in der Antriebssteuerschaltung 35 vorab eingestellt ist. Die Spannung Vi ist eine Spannung, die als ein Produkt des Spulenstroms I und eines Widerstandswerts des Widerstands 25 bestimmt wird.
Durch diese Einschaltstromsteuerung schaltet der Transistor T2 zum Beginnen der Stromzufuhr an die Spule 17 zusammen mit dem Transistor T0 ein, um die Spannung VC, die höher als die Batteriespannung VB ist, an die Hochpotenzialseite der Spule 17 zuzuführen. Somit wird die Ventilöffnungsantwort des Injektors 15 beschleunigt.
(2) Konstantstromsteuerung
Die Antriebssteuerschaltung 35 startet die Konstantstromsteuerung, die einen konstanten Strom an die Spule 17 des Injektors 15 abgibt, wenn sich das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel ändert. Diese Konstantstromsteuerung schaltet den Transistor T1, der vorgesehen ist, um den Konstantstrom bereitzustellen, so ein und aus, dass der Spulenstrom I, der als die Stromerfassungsspannung Vi erfasst wird, auf den Konstantstrom reguliert wird, der zum Offenhalten des Ventils nötig und kleiner als der Spitzenwert ip ist.
In der Konstantstromsteuerung wird der Transistor T1 wie in 2 gezeigt eingeschaltet, wenn der Spulenstrom I gleich oder kleiner als ein Schwellenwert IcL auf der niedrigen Seite ist und wird ausgeschaltet, wenn der Schwellenstrom I gleich oder größer als ein Schwellenwert IcH auf der hohen Seite ist. Der Schwellenwert IcL auf der Niedrigpotenzialseite, der Schwellenwert IcH auf der Hochpotenzialseite und der Spitzenwert ip sind so eingestellt, dass sie eine vorab festgelegte Beziehung erfüllen, nämlich IcL < IcH < ip.
Wenn der Spulenstrom I aufgrund des Ausschaltens des Transistors T2 vom Spitzenwert ip bis auf den Schwellenwert IcL auf der Niedrigpotenzialseite absinkt, wird der Transistor T1 danach durch die Konstantstromsteuerung wiederholt ein- und ausgeschaltet. Als ein Ergebnis wird der Mittelwert des Spulenstroms I auf den Konstantstrom zwischen dem Schwellenwert IcH auf der Hochpotenzialseite und dem Schwellenwert IcL auf der Niedrigpotenzialseite reguliert. Während der Transistor T1 im Ein-Zustand ist, wird die Batteriespannung VB als die Stromspannung zur Hochpotenzialseite der Batterie 17 zugeführt, und der Strom fließt durch den Transistor T1 und die Diode 27 zur Spule 17. Während der Transistor T1 im Aus-Zustand ist, fließt der Strom (Glättungsstrom) von der Seite der Erdungsleitung durch die Diode 31.
Mit dieser Konstantstromsteuerung fließt der Konstantstrom in der Spule 17, nachdem der Transistor T2 ausgeschaltet ist. Dieser Konstantstrom hält den Injektor 15 in dem Ventilöffnungszustand. Wie in 2 gezeigt wird der Transistor T1 aufgrund dieser Konstantstromsteuerung nur für einen kurzen Zeitabschnitt eingeschaltet, nachdem das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 hoch wird. Das bedeutet, dass dies so ist, weil der Transistor T1 im Ein-Zustand gehalten wird, nachdem das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 auf den hohen Pegel kommt, bis der Spulenstrom I den Schwellenwert IcH auf der Hochpotenzialseite erreicht. Weil die Spannung VC der Verstärkerschaltung 29 höher als die Batteriespannung VB ist, fließt jedoch der Strom mit der Spannung VC als der Stromquelle zur Spule 17, solange der Transistor T2 im Ein-Zustand ist, selbst wenn der Transistor T1 eingeschaltet ist. Aus diesem Grund ist das Ergebnis selbst in einem Fall das gleiche, in dem die Konstantstromsteuerung gestartet wird, wenn der Spulenstrom I auf den Schwellenwert IcL auf der Niedrigpotenzialseite absinkt, nachdem der Transistor T2 durch die Einschaltstromsteuerung ausgeschaltet wird.
2 zeigt einen beispielhaften Fall, in dem der Spulenstrom I nur auf einen Konstantstrom gesteuert wird, wobei der Schwellenwert IcL auf der Niedrigpotenzialseite und der Schwellenwert IcH auf der Hochpotenzialseite beide kontinuierlich festgelegt sind. Die Steuerung kann jedoch in eine Umschaltsteuerung geändert werden, die den Schwellenwert IcL auf der Niedrigpotenzialseite und den Schwellenwert IcH auf der Hochpotenzialseite nach einem Verstreichen eines vorher festgelegten Zeitabschnitts ab dem Start der Stromversorgung der Spule 17 umschaltet, um dadurch den Spulenstrom I auf einen niedrigeren Konstantstrom zu steuern.
Die Antriebssteuerung für die Transistoren T1 und T2 wird wie vorstehend erläutert durchgeführt. Wenn demnach das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 des Mikrocomputers 37 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel geändert wird (das bedeutet, der Antriebszeitabschnitt des Injektors beendet ist), hält die Antriebssteuerschaltung 35 den Stromversorgungsvorgang der Spule 17 an. Durch Beenden der Antriebssteuerung der Transistoren T1 und T2 und Beibehalten der Transistoren T1 und T2 im Aus-Zustand hält die Antriebssteuerschaltung 35 die Stromversorgung der Stromspannung (VC oder VB) auf der Hochpotenzialseite der Spule 17 an. Die Antriebssteuerschaltung 35 ändert das Antriebssignal SD0 an den Transistor T0 auf den niedrigen Pegel, um auch den Transistor T0 abzuschalten. Dann sinkt der Spulenstrom I ab und der Injektor 15 schließt sein Ventil, wodurch er die Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor 15 beendet.
Nach der ersten Ausführungsform ist die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 wie in 1 gezeigt mit einer n-Zahl von Komparatoren 45-1 bis 45-N passend zu einer n-Zahl von Vergleichsschwellenwerten als einem Teil zum Vergleich des Spulenstroms I mit einer n-Zahl von Vergleichsschwellenwerten I1 bis In versehen. „n” ist eine Ganzzahl größer oder gleich 3.
Obwohl das nachfolgende Beispiel unter einer Annahme von n = 6 beschrieben wird, kann die Anzahl „n” (das bedeutet, die Anzahl von Vergleichsschwellenwerten) von 6 verschieden sein. Die Stromerfassungsspannung Vi des Widerstands 25 wird an nichtinvertierenden Eingangsanschlüssen (+-Anschlüssen) der Komparatoren 45-1 bis 45-6 angelegt.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 ist als ein Teil zur Erzeugung der Schwellenwertspannungen V1 bis V6, die jeweils den sechs Vergleichsschwellenwerten I1 bis I6 entsprechen, mit sieben Widerständen R1 bis R7 versehen, die in Reihe zwischen einer vorbestimmten Festspannung Vd (beispielsweise 5 V) und der Erdleitung verbunden sind. Unter den Spannungen an sechs Verbindungen zwischen benachbarten zwei der Widerstände R1 bis R7 verringert sich die Spannung in der Reihenfolge von V1 bis V6. Die Schwellenwertspannungen V1 bis V6 werden zum Vergleich mit jeweils der Stromerfassungsspannung Vi an invertierenden Eingangsanschlüssen der Komparatoren 45-1 bis 45-6 als Vergleichsschwellenwertspannungen angelegt.
Jede Schwellenwertspannung Vm („m” liegt zwischen 1 und 6 einschließlich) ist eine Spannung, die durch Multiplikation des Vergleichsschwellenwerts Im als dem Stromwert mit dem Widerstandswert des Widerstands 25 bestimmt wird. Diese Spannung ist gleich der Stromerfassungsspannung Vi, die entwickelt wird, wenn der Strom des Befehlsschwellenwerts Im durch den Widerstand 25 fließt.
Jeder Komparator 45-m vergleicht die Stromerfassungsspannung Vi, die am nichtinvertierenden Eingangsanschluss eingegeben wird, mit der Schwellenwertspannung Vm, die am invertierenden Eingangsanschluss eingelesen wird. Der Komparator 45m legt seine Abgabe Com jeweils als Antwort auf Vi > Vm und Vi ≤ Vm auf den hohen Pegel und den niedrigen Pegel fest. Jeder Komparator 45m vergleicht somit den Spulenstrom I mit dem Vergleichsschwellenwert Im durch Vergleich der Stromerfassungsspannung Vi mit der Schwellenwertspannung Vm.
Die Abgaben Co1 bis Co6 der Komparatoren 45-1 bis 45-6 werden dem Mikrocomputer 37 eingelesen. Die Unterschiede zwischen zwei benachbarten der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 sind einander gleich und folglich sind auch die Unterschiede zwischen den Schwellenwertspannungen V1 bis V6 einander gleich. Das heißt, dass der Befehlsschwellenwert I1 bis I6 und folglich die Schwellenspannungen V1 bis V6 gleich beabstandet sind. Zu diesem Zweck werden die Widerstandswerte der Widerstände R1 bis R7 so eingestellt, dass sie einander gleich sind.
In der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 ändert sich die Abgabe Co1 des Komparators 45-1 wie in 3 gezeigt vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel, wenn der Spulenstrom I während eines Stromabfallzeitabschnittes, der von der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 (der Änderungszeit vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel und der Endzeit des Antriebszeitabschnitts) bis zur Zeit eines Null-Stroms reicht, an dem der Spannungsstrom I auf 0 absinkt, auf den Vergleichsschwellenwert I1 absinkt, der der größte der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 ist.
Wenn der Spulenstrom I danach auf den Befehlsschwellenwert I2 absinkt, der der nächstniedrige zum Vergleichsschwellenwert I1 ist, ändert sich die Abgabe Co2 des Komparators 45-2 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel. Wenn der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I3 absinkt, der der nächstniedrige zum Vergleichsschwellenwert I2 ist, ändert sich die Abgabe Co3 des Komparators 45-3 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel. Wenn der Spulenstrom I weiter auf den Vergleichsschwellenwert I4 absinkt, der der nächstniedrige zum Vergleichsschwellenwert I3 ist, ändert sich die Abgabe Co4 des Komparators 45-4 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel. Wenn der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I5 absinkt, der der nächstniedrige nach dem Vergleichsschwellenwert I4 ist, ändert sich die Abgabe Co5 des Komparators 45-5 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel. Wenn der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I6 absinkt, der der kleinste und der nächstniedrige zum Vergleichsschwellenwert I5 ist, ändert sich die Abgabe Co6 des Komparators 45-6 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel.
3 zeigt beispielhaft einen Fall, in dem der Hochpegelzeitabschnitt des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 (Antriebszeitabschnitt des Injektors 15) sehr kurz ist und das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 auf den niedrigen Pegel wechselt, bevor der Spulenstrom I den Spitzenwert ip erreicht, nachdem das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 auf den hohen Pegel eingestellt ist (das heißt, beim Vorgang der Durchführung der Einschaltstromsteuerung). Demgemäß wird der Transistor T2 in diesem beispielhaften Fall vom Ein-Zustand ausgeschaltet und der Transistor T0 wird zur Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 ebenfalls ausgeschaltet. Andererseits wird die Konstantstromsteuerung zur Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 beendet, wenn das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 während eines Zeitabschnitts auf den niedrigen Pegel geändert wird, in dem der Transistor T1 durch die Konstantstromsteuerung ein- und ausgeschaltet wird (der Transistor T2 ist zu dieser Zeit bereits im Aus-Zustand). Somit wird der Transistor T1 nicht mehr eingeschaltet und der Transistor T0 ist ausgeschaltet. In diesem Fall sinkt der Spulenstrom I vom Konstantstrom der Konstantstromsteuerung ab.
Ein Ventilverschließzeiterfassungsvorgang, den der Mikrocomputer 37 zum Erfassen der Ventilverschließzeit des Injektors 15 ausführt, wird als Nächstes mit Bezug auf 4 in Anbetracht der vorstehenden Beschreibung erläutert. Dieser Ventilverschließzeiterfassungsvorgang wird beispielsweise zu jeder Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 durchgeführt. Als ein anderes Beispiel kann der Ventilverschließzeiterfassungsvorgang nur zur Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 gestartet werden, das einen Hochpegelzeitabschnitt aufweist, der durch die Kraftstoffeinspritzsteuerverarbeitung auf einen vorab festgelegten Zeitabschnitt eingestellt ist.
Wie in 4 gezeigt wartet der Mikrocomputer 37 zuerst im S110, bis die Abgabe Co1 des Komparators 45-1 nach dem Start des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs vom hohen Pegel (H) auf den niedrigen Pegel (L) wechselt (das bedeutet, abfällt). Wenn die Abgabe Co1 des Komparators 45-1 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I1 gefallen ist, und führt S120 aus. Der Mikrocomputer 37 speichert im Schritt S120 diesen Zeitpunkt im RAM 43 und führt dann S130 aus.
Somit wird das Abfallen des Spulenstroms I auf den Vergleichsschwellenwert I1 durch S110 erfasst und diese Zeit t1 (die Zeit t1 in 3) wird durch S120 im RAM 43 gespeichert.
Der Mikrocomputer 37 setzt einen Zeit messenden Zeitgeber (der nicht gezeigt ist), d. h. die Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1, die auch der Endzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts des Injektors 15 und der Startzeitpunkt des Stromverringerungszeitabschnitts ist, zur Startzeit des Ventilschließerfassungsvorgangs zurück. Der Mikrocomputer 37 speichert im S120 einen gemessenen Wert des Zeitgebers (Zeitgeberwert) im RAM 43 als die momentane Zeit. Das heißt, dass das RAM 43 die Zeit speichert, die seit dem Abfallzeitpunkt des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 verstrichen ist und als Referenzzeit verwendet wird. Dies gilt auch für die nachstehend beschriebenen S140, S160, S180, S200 und S220.
Der Mikrocomputer 37 wartet im Schritt S130, bis die Abgabe Co2 des Komparators 45-2 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt. Wenn die Abgabe Co2 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I2 gefallen ist, und führt S140 aus. Der Mikrocomputer 37 speichert diese Zeit t2 in S150 im RAM 43 und führt dann S160 aus.
Somit wird das Abfallen des Spulenstroms I auf den Vergleichsschwellenwert I2 in S130 erfasst und in S120 wird diese Zeit t2 (die Zeit t2 in 3) im RAM 43 gespeichert.
Der Mikrocomputer 37 wartet in S150, bis die Abgabe Co3 des Komparators 45-3 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt. Wenn die Abgabe Co3 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I3 gefallen ist, und führt S160 aus. Der Mikrocomputer 37 speichert in S160 diese Zeit t3 im RAM 43 und führt dann S170 aus.
Somit wird das Abfallen des Spulenstroms I auf den Vergleichsschwellenwert I3 in S150 erfasst und In S160 wird diese Zeit t3 (die Zeit t3 in 3) im RAM 43 gespeichert.
Der Mikrocomputer 37 wartet in S170, bis die Abgabe Co4 des Komparators 45-4 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt. Wenn die Abgabe Co4 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I4 gefallen ist, und führt S180 aus. Der Mikrocomputer 37 speichert in S180 diese Zeit t4 im RAM 43 und führt dann S190 aus.
Somit wird das Abfallen des Spulenstroms I auf den Vergleichsschwellenwert I4 in S170 erfasst und in S180 wird diese Zeit t4 (die Zeit t4 in 3) im RAM 43 gespeichert.
Der Mikrocomputer 37 wartet in S190, bis die Abgabe Co5 des Komparators 45-5 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt. Wenn die Abgabe Co5 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I5 gefallen ist, und führt S200 aus. Der Mikrocomputer 37 speichert diese Zeit t5 in S200 im RAM 43 und führt dann S210 aus.
Somit wird das Abfallen des Spulenstroms I auf den Vergleichsschwellenwert I5 in S190 erfasst und in S200 wird diese Zeit t5 (die Zeit t5 in 3) im RAM 43 gespeichert.
Der Mikrocomputer 37 wartet in S210, bis die Abgabe Co6 des Komparators 45-6 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt. Wenn die Abgabe Co6 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I6 gefallen ist und führt S220 aus. Der Mikrocomputer 37 speichert diese Zeit t6 in S220 im RAM 43 und führt dann S230 aus.
Somit wird das Abfallen des Spulenstroms I auf den Vergleichsschwellenwert I6 in S210 erfasst und in S220 wird diese Zeit t6 (die Zeit t6 in 3) im RAM 43 gespeichert.
Der Mikrocomputer 37 berechnet dann im S230 Zeitintervalle (Zeitunterschiede) ta, tb, tc, td, te, der Zeiten t1 bis t6, die jeweils in den Schritten S120, S140, S160, S180, S200, S220 in dem RAM 43 abgelegt wurden. Wie in 3 gezeigt ist ta ein Zeitintervall zwischen t1 und t2, tb ein Zeitintervall zwischen t2 und t3, tc ein Zeitintervall zwischen t3 und t4, td ein Zeitintervall zwischen t4 und t5 und te ein Zeitintervall zwischen t5 und t6.
Der Mikrocomputer 37 erfasst dann im S240 die Ventilverschließzeit des Injektors 15 auf der Grundlage der berechneten Zeitintervalle ta bis te, die in S230 berechnet wurden. Noch genauer ist jedes der Zeitintervalle ta bis te ein Zeitintervall, das der Spulenstrom I benötigt, damit er um einen Betrag des Unterschieds ΔI zwischen den zwei benachbarten Vergleichsschwellenwerten I1 bis I6 absinkt. Dieses Zeitintervall steht in umgekehrtem Verhältnis zu einer Absinkrate des Spulenstroms I pro Zeiteinheit. Weil der Spulenstrom I wie vorstehend beschrieben zur Ventilverschließzeit schnell absinkt, kann die Ventilverschließzeit als die Zeit erfasst werden, bei der die Absinkrate des Spulenstroms I vom Absinken zum Ansteigen wechselt. Die Absinkrate des Spulenstroms I nähert sich zu einer Zeit kurz vor dem Wechsel der Absinkrate des Spulenstroms I vom Absinken zum Ansteigen allmählich 0. Aus diesem Grund wird das Zeitintervall, das der Spulenstrom I benötigt, um sich um den Betrag des Unterschieds ΔI zu senken, länger als vor der Zeit unmittelbar vor der Ventilverschließzeit.
Der Mikrocomputer 37 bestimmt daher im S240, welches der Zeitintervalle ta bis te länger als ein vorab festgelegter Referenzwert ist, und erfasst als die Ventilverschließzeit die Zeit des Erhaltens des Schwellenwerts, der dem Ende des bestimmten Zeitintervalls entspricht. In dem Beispiel der 3 wird das Zeitintervall tc als länger als der Referenzwert bestimmt und die Zeit t4 wird als die Ventilverschließzeit bestimmt.
Alternativ ist es möglich, die Zeitintervalle ta bis te zu vergleichen und das Zeitintervall zu spezifizieren, das kürzer als das vorhergehende Zeitintervall ist. Die Zeit des Erhalts des Schwellenwerts, die dem Startpunkt des festgelegten Zeitintervalls entspricht, wird als die Ventilverschließzeit erfasst. Im Beispiel der 3 wird das Zeitintervall td als kürzer als das vorhergehende Zeitintervall tc bestimmt und auch in diesem Fall wird die Zeit t4 als die Ventilverschließzeit erfasst.
Der Mikrocomputer 37 berechnet dann im nachfolgenden S250 einen Korrekturwert zur Korrektur des Hochpegelzeitabschnitts (der Pulsbreite) des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 auf der Grundlage der im S240 erfassten Ventilverschließzeit. Noch genauer wird ein Zeitabschnitt von der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 bis zur im S240 erfassten Ventilverschließzeit als ein Ventilschließverzögerungszeitabschnitt Tcd (das bedeutet, ein Verzögerungszeitabschnitt vom Abfallen des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 bis zum Ventilverschließen des Injektors 15) berechnet. Weil jedoch jede Schwellenwerthaltezeit t1 bis t6 und die Ventilverschließzeit als die Zeitgeberwerte erfasst werden, welche die Zeit relativ zur Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 anzeigen, kann der Zeitgeberwert selbst, der in S240 als die Ventilverschließzeit erfasst wird, als der Ventilverschließverzögerungszeitabschnitt Tc verwendet werden.
Dann wird beispielsweise ein Unterschied (Tcd – Tcr) zwischen dem berechneten Ventilverschließverzögerungszeitabschnitt Tcd und dem Vergleichswert Tcr des Ventilverschließzeitabschnitts berechnet. Dieser berechnete Unterschied (das bedeutet, ein Fehler im Ventilverschließzeitabschnitt eines individuellen Injektors) wird in dem RAM 43 als der Korrekturwert für den Hochpegelzeitabschnitt des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 bezüglich der Erfassung der Ventilverschließzeit für dieses Mal gespeichert. Dieser Korrekturwert kann beispielsweise in einem (nicht gezeigten) wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Speicher wie einem Flash-Speicher oder EEPROM gespeichert werden.
Der Mikrocomputer 37 beendet den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang nach der Ausführung des S250. In dem (nicht gezeigten) Kraftstoffeinspritzsteuervorgang korrigiert der Mikrocomputer 37 einen Basiswert des Antriebszeitabschnitts mit dem Korrekturwert bei der Bestimmung des Antriebszeitabschnitts des Injektors 15 (den Hochpegelzeitabschnitt des Stromzufuhrbefehlssignals S#1). Der Basiswert dieses Antriebszeitabschnitts wird auf der Grundlage der Betriebsinformation wie einer Maschinendrehzahl in herkömmlicher Weise berechnet. Der Korrekturwert wird aus den Korrekturwerten, die in dem RAM 43 und dergleichen im S250 gespeichert sind, passend zum Basiswert des Antriebszeitabschnitts ausgewählt. Beispielsweise wird der Antriebszeitabschnitt, der zum tatsächlichen Antrieb des Injektors 15 zu verwenden ist, so eingestellt, dass er ein Zeitabschnitt ist, der durch Verkürzen des Basiswerts des Antriebszeitabschnitts um die Größe des ausgewählten Korrekturwerts bestimmt wird.
Alternativ kann der Korrekturwert im S250 in 4 auf der Grundlage des berechneten Ventilverschließzeitabschnitts Tcd so berechnet werden, dass der Korrekturwert gemeinsam für alle Antriebszeitabschnitte verwendet Wird. Weiter alternativ können auch andere Korrekturwerte berechnet werden, die für andere ähnliche Zeitabschnitte zu verwenden sind, nicht nur der Korrekturwert, der für den Antriebszeitabschnitt verwendet wird, der mit Bezug auf die Ventilverschließzeit derzeit erfasst wird. Das letztere Verfahren ist in einem solchen Fall effektiv, in dem der Ventilverschließverzögerungszeitabschnitt, der verursacht wird, wenn der Injektor 15 für einen bestimmten Antriebszeitabschnitt angetrieben wird, sich in der Präzision nicht so sehr von Ventilverschließverzögerungszeitabschnitten unterscheidet, die verursacht werden, wenn der Injektor 15 für andere Antriebszeitabschnitte angetrieben wird. Das letztere Verfahren wird realisiert, indem auf Grund arithmetischer Berechnung, gespeicherter Kennfelddaten und dergleichen aus dem Ventilverschließverzögerungszeitabschnitt, der verursacht wird, wenn der Injektor 15 mit einem bestimmten Antriebszeitabschnitt angetrieben wird, andere Ventilverschließverzögerungszeitabschnitte vorhergesagt werden, die verursacht werden, wenn der Injektor mit anderen Antriebszeitabschnitten angetrieben wird. Das bedeutet, beliebige Verfahren sind zur Berechnung des Korrekturwerts für den Antriebszeitabschnitt (Hochpegelzeitabschnitt des Stromzufuhrbefehlssignals) und zur Korrektur des Antriebszeitabschnitts durch Verwenden des Korrekturwerts verwendbar.
Mit der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 kann die Ventilverschließzeit des Injektors 15 ohne A/D-Wandlung oder differentiellen Betrieb des Spulenstroms I erfasst werden. Es ist somit möglich, eine Erhöhung der durch den Differenzialvorgang oder eine zusätzliche Nutzung eines A/D-Umwandlungskanals des A/D-Wandlers 44 verursachten Verarbeitungslast zu vermeiden.
(Zweite Ausführungsform)
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die Beschreibung wird durch Verwenden derselben Bezugszeichen für dieselben oder ähnliche Teile wie in der ersten Ausführungsform vereinfacht. Diese Vereinfachung wird auch in anderen später beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt.
Im Vergleich mit der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 nach der ersten Ausführungsform unterscheidet sich eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform wie in 5 gezeigt bezüglich der Hardware dadurch, dass nur ein Komparator 53 anstelle der mehreren Komparatoren 45-1 bis 45-6 vorgesehen ist und mit einem Digital/Analog-Wandler (DAC) 55 als einem Teil zum Erzeugen der Schwellenwertspannungen V1 bis V6 einzeln nacheinander durch Umschalten versehen ist.
Die Stromerfassungsspannung Vi wird vom Widerstand 25 an einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Komparators 53 in ähnlicher Weise bei den Komparatoren 45-1 bis 45-6 der ersten Ausführungsform eingegeben. Der Komparator 53 vergleicht die Stromerfassungsspannung Vi mit einer Vergleichsschwellenwertspannung Vt, die an einem invertierenden Eingangsanschluss eingelesen wird. Der Komparator 53 stellt seine Abgabe Co als Antwort auf Vi > Vt und Vi ≤ Vt jeweils auf einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel ein. Die Abgabe Co des Komparators 53 wird dem Mikrocomputer 37 eingelesen.
Der D/A-Wandler 55 gibt die Schwellenwertspannung V1 bis V6 einzeln durch Umschalten entsprechend der Abgabedaten des Mikrocomputers 37 aus. Die Abgabespannung des D/A-Wandlers 55 wird dem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 53 als die Vergleichsschwellenwertspannung Vt eingelesen.
Beim Vergleich mit der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 11 nach der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der zweiten Ausführungsform dadurch, dass der Mikrocomputer 37 den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang wie in 6 gezeigt anstelle der in 4 gezeigten Vorgangs durchführt.
Wie in 6 gezeigt, legt der Mikrocomputer 37 die Vergleichsschwellenwertspannung Vt (d. h. die Ausgangsspannung des D/A-Konverters 55) auf die maximale Schwellenwertspannung V1 unter den Schwellenwertspannungen V1 bis V6 im S310 nach dem Beginn der Ausführung des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs fest.
Der Mikrocomputer 37 wartet dann im S320, bis sich die Abgabe Co des Komparators 53 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel ändert. Wenn sich die Abgabe Co des Komparators 53 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel ändert, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf die Vergleichsschwellenwertspannung Vt gefallen ist und führt S330 aus.
Der Mikrocomputer 37 speichert im S330 die derzeitige Zeit im RAM 43. Auch in der zweiten Ausführungsform setzt der Mikrocomputer 37 den Zeitmesszeitgeber zur Startzeit des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs (das bedeutet, die Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1) zurück. Der Mikrocomputer 37 speichert im S330 den Zeitgeberwert als die derzeitige Zeit in dem RAM 43, die relativ zur Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 als der Referenz gemessen wird.
Dann prüft der Mikrocomputer 37 im S340, ob die Zeitspeicherung dieselbe Anzahl von Malen wie die Anzahl der Schwellenwertspannungen V1 bis V6 (auch die Anzahl der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6, die nach der vorliegenden Ausführungsform 6 beträgt) wiederholt wird. Wenn die Zeitspeicherung nicht sechs Mal ausgeführt wird, wird S345 ausgeführt.
Im S345 ändert der Mikrocomputer 37 die Vergleichsschwellenwertspannung Vt, die dem Komparator 53 eingelesen wird, auf eine Schwellenwertspannung, die die nächstkleinere als der derzeitige Wert unter den Schwellenwertspannungen V1 bis V6 ist. Beispielsweise wird die Vergleichsschwellenwertspannung Vt auf V2 geändert, wenn der derzeitige Wert der Vergleichsschwellenwertspannung Vt V1 ist. Wenn der derzeitige Wert V2 ist, wird er auf V3 geändert. Wenn der derzeitige Wert V5 ist, wird er auf V6 geändert. Dann werden S320 und die nachfolgenden Schritte erneut wiederholt.
Durch die Verarbeitung von S310 bis S345 wird jedes Mal, wenn die Stromerfassungsspannung Vi auf eine der Schwellenwertspannungen V1 bis V6 sinkt (d. h. jedes Mal, wenn der Spulenstrom I auf den Vergleichsschwellenwert I1 bis I6 sinkt), dieser Zeitpunkt in dem RAM 43 gespeichert. Zudem wird die Vergleichsschwellenwertspannung, die dem Komparator 53 eingelesen wird, auf eine Schwellenwertspannung umgeschaltet, die die nächstkleinere zu der Schwellenwertspannung ist, bei der die Stromerfassungsspannung Vi erhalten wird. Wenn S345 fünf Mal wiederholt wird und S320 und S330 sechs Mal wiederholt werden, wird ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Zeit des Abfallens des Spulenstroms I auf jeden der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 (die Schwellenwerterreichszeit) erfasst. Diese jeweilige Zeit t1 bis t6 wird in dem RAM 43 gespeichert.
Wenn der Mikrocomputer 37 im S340 bestimmt, dass die Zeitspeicherung sechs Mal ausgeführt wird, führt der Mikrocomputer 37 S350, S360, S370 aus, die ähnlich zu S230, S240 und S250 der 4 sind, um dadurch die Ventilverschließzeit zu berechnen und berechnet den Korrekturwert. Dann berechnet der Mikrocomputer 37 die Ventilverschließzeit und beendet danach den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang.
Wie vorstehend beschrieben vergleicht der Komparator 53 in der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der zweiten Ausführungsform den Spulenstrom I mit jedem Vergleichsschwellenwert I1 bis I6 durch Umschalten der Vergleichsschwellenwertspannung Vt, die dem Komparator 53 eingelesen wird, mit jeder aus den mehreren Schwellenwertspannungen V1 bis V6.
Als ein Ergebnis wird im Vergleich zur ersten Ausführungsform die Anzahl der Komparatoren unabhängig von der Anzahl der Vergleichsschwellenwerte auf 1 verringert. Das heißt, dass selbst dann nur ein Komparator benötigt wird, wenn die Auflösungsleistung zur Erfassung der Ventilverschließzeit durch Erhöhung der Anzahl der Vergleichsschwellenwerte verbessert wird.
Das Teil zum Umschalten der Vergleichsschwellenwertspannung Vt auf jede der Schwellenwertspannungen V1 bis V6 ist nicht auf den D/A-Wandler 55 beschränkt. Es kann beispielsweise aus sieben Widerständen R1 bis R7 wie in 1 gezeigt und einem Multiplexer (Umschaltschaltung) bestehen, der durch Auswählen einer der durch die Widerstände R1 bis R7 erzeugten Schwellenwertspannungen V1 bis V6 passend zu einem vom Computer 53 bereitgestellten Auswahlsignal auswählt und an den invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 53 ausgibt.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform ist hinsichtlich des Aufbaus gleich der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 der zweiten Ausführungsform. Daher wird die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform mit demselben Bezugszeichen 51 wie in der zweiten Ausführungsform bezeichnet.
Von der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der dritten Ausführungsform dadurch, dass der Mikrocomputer 37 einen Ventilverschließzeiterfassungsvorgang wie in 7 gezeigt anstelle des in 6 gezeigten Vorgangs als die Verarbeitung zum Erfassen der Ventilverschließzeit des Injektors 15 ausführt.
In den ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Zeit des Erreichens des jeweiligen Schwellenwerts in einem Stromabfallzeitabschnitt erfasst, der am Ende des Antriebszeitabschnitts beginnt und endet, wenn der Spulenstrom 0 wird. In der dritten Ausführungsform wird jedoch die Zeit des Erreichens jedes Schwellenwerts (der Ventilverschließzeit des Injektors 15) unter Verwendung mehrerer Anzahlen von Stromabfallzeitabschnitten erfasst (im nachfolgenden Beispiel können bis zu sechs Stromabfallzeitabschnitte als die Anzahl der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 verwendet werden).
Genauer gesagt führt der Mikrocomputer 37 den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang wie in 7 gezeigt für jede Zeit des Abfallens des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 für sechs Kraftstoffeinspritzungen durch, bei denen die Spulenstromwerte I am Ende der Antriebszeitabschnitte als gleich betrachtet werden (das bedeutet, die Wellenformen der Spulenströme an den Enden der Antriebszeitabschnitte gleich werden). Als die Kraftstoffeinspritzungen, bei denen die Spulenströme I am Ende der Antriebszeitabschnitte gleich sind, werden Kraftstoffeinspritzungen mit den gleichen Hochpegelzeitabschnitten der Stromzufuhrbefehlssignale S#1 angenommen.
Aus diesem Grund wird beispielsweise die Ausführung des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs wie in 7 gezeigt bei jedem Abfallen des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 von dem Hochpegelzeitabschnitt gestartet, der durch die Kraftstoffeinspritzsteuerverarbeitung wie vorstehend beschrieben auf den festgelegten Wert eingestellt ist. Der Mikrocomputer 37 erfasst die Ventilverschließzeit des Injektors 15 durch sechsmaliges Ausführen des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs.
Wie in 7 gezeigt prüft der Mikrocomputer 37 zunächst im S410, ob die derzeitige Ausführung dieser Verarbeitung die erste der sechs Ausführungen ist. Wenn es die erste Ausführung ist, führt der Mikrocomputer 37 S420 aus und legt die Vergleichsschwellenwertspannung Vt, die dem Komparator 53 eingegeben wird (das bedeutet, die Ausgabespannung des D/A-Wandlers 55) auf die maximale Schwellenwertspannung V1 unter den Schwellenwertspannungen V1 bis V6 fest. Der Mikrocomputer 37 führt dann S440 aus.
Wenn bestimmt wird, dass diese Ausführung der Verarbeitung nicht die erste der sechs Ausführungen ist (das bedeutet, eine der zweiten bis sechsten Ausführungen), führt der Computer S430 aus und ändert die Vergleichsschwellenwertspannung Vt, die dem Komparator 53 eingegeben wird, auf eine der Schwellenwertspannungen V1 bis V6, die die nächstkleinere als der derzeitige Wert ist. Beispielsweise wird die Vergleichsschwellenwertspannung Vt auf V2 geändert, wenn der derzeitige Wert V1 ist. Wenn der derzeitige Wert V5 ist, wird er auf V6 geändert. Der Mikrocomputer 37 führt dann S440 durch.
Durch Ausführen von S410 bis S430 wird die Vergleichsschwellenwertspannung Vt, die dem Komparator 53 eingelesen wird, in einer Reihenfolge von V1 über V2, V3, V4 und V5 bis auf V6 umgeschaltet.
Der Mikrocomputer 37 wartet im S440, bis die Abgabe Co des Komparators 53 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt. Wenn die Abgabe Co des Komparators 53 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, bestimmt der Mikrocomputer 37, dass der Spulenstrom I auf die Vergleichsschwellenwertspannung Vt abgefallen ist und führt S450 aus.
Im S450 speichert der Mikrocomputer 37 diesen Zeitpunkt im RAM 43. In der dritten Ausführungsform setzt der Mikrocomputer 37 den Zeitmessgeber zur Startzeit des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs zurück. Der Mikrocomputer 37 speichert im S450 den Zeitgeberwert im RAM 43 als derzeitige Zeit, die seit der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 verstrichen ist, die als die Referenzzeit verwendet wird.
Der Mikrocomputer 37 prüft im S460, ob dies die sechste Ausführung der Erfassungsverarbeitung ist. Wenn es nicht die sechste Ausführung ist, beendet er den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang dieses Ablaufs. Wenn der Mikrocomputer 37 im Schritt S460 bestimmt, dass diese Ausführung die sechste ist, führt er S470 aus.
Zu dieser Zeit ist die Ausführung von S440 und S450 sechs Mal beendet. Durch die sechsmalige Ausführung von S440 werden die Zeiten des Abfalls des Spulenstroms I auf jeden der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 erfasst. Durch die sechsmalige Ausführung von S450 wird jede erfasste Zeit t1 bis t6 im RAM 43 gespeichert.
Wenn der Mikrocomputer 37 S470 nach S460 ausführt, führt er S470, S480, S490 in ähnlicher Weise wie S230, S240, S250 aus, um die Ventilverschließzeit zu erfassen und den Korrekturwert zu berechnen. Der Mikrocomputer 37 beendet so den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang.
In der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der dritten Ausführungsform werden die Vergleichsschwellenwertspannungen Vt, die im Komparator eingelesen werden, unter den Schwellenwertspannungen V1 bis V6 während jeder der sechs Stromverringerungszeitabschnitte umgeschaltet, um dadurch jedes Mal des Erreichens der Schwellenwerte zu erfassen.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der dritten Ausführungsform schafft auch denselben Vorteil wie die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung 51 nach der zweiten Ausführungsform. Die Vergleichsschwellenwertspannung Vt wird zwischen den Schwellenspannungen V1 bis V6 von der größten bis zur kleinsten in der Verarbeitung der 7 in einer Reihe umgeschaltet. Diese Reihenfolge kann frei geändert werden.
Bei der Verarbeitung der 7 wird die Vergleichsschwellenwertspannung Vt bei jeder Ausführung des Vorgangs auf eine Schwellenwertspannung umgeschaltet. Die Vergleichsschwellenwertspannung Vt kann jedoch in gleicher Weise wie in dem Vorgang der 6 auf mehrere Schwellenwertspannungen in einem Vorgang umgeschaltet werden. Beispielsweise kann die Spannung Vt in einem Vorgang auf zwei unterschiedliche Schwellenwertspannungen so umgeschaltet werden, dass sechs Ventilverschließzeiten in insgesamt drei Vorgängen erfasst werden können. Das bedeutet, die Anzahl der Umschaltungen der Vergleichsschwellenwertspannung Vt in jedem Stromverringerungszeitabschnitt ist nicht auf 1 beschränkt, sondern kann eine aus vielen anderen Zahlen sein, die kleiner als die Gesamtzahl der Schwellenwertspannungen (sechs) sind, die umzuschalten sind. Es ist die zweite Ausführungsform, die beispielhaft die Anzahl der Umschaltungen der Vergleichsschwellenwertspannung Vt in jedem Stromverringerungszeitabschnitt auf sechs veranschaulicht.
Der Hochpegelzeitabschnitt des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 (der vorstehend beschriebene spezifische Wert) als die Bedingung zur Ausführung des Ventilverschließzeiterfassungsvorgangs der 7 kann mehreren Werten entsprechen. Das bedeutet, dass der Ventilverschließzeiterfassungsvorgang der 7 zur Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1, das einen ersten Zeitabschnitt eines hohen Pegels aufweist, sechs Mal gestartet werden kann, und der Ventilverschließzeiterfassungsvorgang der 7 bei der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 mit einem zweiten Zeitabschnitt mit hohem Pegel sechs Mal gestartet werden kann. Somit kann der Ventilverschließzeiterfassungsvorgang der 7 für jede aus unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzungen durch die Signale S#1, die jeweils unterschiedliche Hochpegelzeitabschnitte aufweisen, sechs Mal wiederholt werden.
Es wird angenommen, dass der maximale Zeitabschnitt von dem Zeitpunkt, an dem das Stromzufuhrbefehlssignal S#1 ansteigt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Spulenstrom I auf dem Konstantstrom beibehalten wird, der benötigt wird, um die Ventilöffnung durch die vorstehend beschriebene Konstantstromsteuerung zu halten, Tmax ist. Wenn der Hochpegelzeitabschnitt des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 länger als Tmax ist, ist der Spulenstrom I am Ende des Antriebszeitabschnitts der Konstantstrom, der benötigt wird, um das Ventil unabhängig vom Hochpegelzeitabschnitt offen zu halten. Aus diesem Grund kann der Ventilverschließzeiterfassungsvorgang der 7 zu jeder Zeit des Anstiegs des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 gestartet werden, das den Hochpegelzeitabschnitt länger als Tmax aufweist.
(Andere Ausführungsform)
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung wie vorstehend beschrieben kann auf verschiedene andere Weisen implementiert werden.
Beispielsweise müssen die Unterschiede zwischen je zwei benachbarten Vergleichsschwellenwerten I1 bis I6 (Schwellenwertspannungen V1 bis V6) nicht gleich sein.
Ein Beispiel dafür wird als ein Fall der ersten Ausführungsform beschrieben. In diesem Beispiel werden die Unterschiede zwischen den zwei benachbarten der Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 (Schwellenwertunterschiede) als Δ1, Δ2, Δ3, Δ4, Δ5 angenommen. Im S240 wird als das Ziel, für das zu prüfen ist, ob es gleich oder größer als der Referenzwert ist oder um verglichen zu werden, der Zeitunterschied (das Zeitintervall) Ta so verwendet, wie es ist, und die Zeitunterschiede tb, tc, td und te können jeweils durch Multiplikation der Zeitdifferenz ta durch Δ2/Δ1, Δ3/Δ1, Δ4/Δ1 und Δ5/Δ1 bestimmt werden. Das heißt, ein Verhältnis jedes Schwellenwertunterschieds relativ zu einer Referenzdifferenz, die eine der Unterschiede des Vergleichsschwellenwerts I1 bis I6 (in diesem Beispiel Δ1) ist, wird bestimmt. Der Zeitunterschied, der zu jedem Schwellenwertunterschied gehört, wird mit dem berechneten Verhältnis als einem Gewichtungsfaktor multipliziert. Dieses Beispiel kann auch in anderen Ausführungsformen verwendet werden.
Wenn die Vergleichsschwellenwerte I1 bis I6 gleich beabstandet sind, muss die vorstehend beispielhaft erläuterte Gewichtung nicht durchgeführt werden. In den ersten und den zweiten Ausführungsformen muss die in dem RAM 43 als die Schwellenwerterreichszeit zu speichernde Zeit nicht die Zeit sein, die auf der Grundlage der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 als der Referenzzeit bestimmt wird. Beispielsweise kann in S120, S140, S160, S180, S200, S220 in 4 und S330 in 6 ein Wert eines Zeitgebers (insbesondere eines freien Zeitgebers im Mikrocomputer 37 oder eines anderen Zeit messenden Zeitgebers) gespeichert werden, der nicht bei der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 zurückgesetzt wird. Dies ist so, weil in den ersten und zweiten Ausführungsformen jede Schwellenwerterreichszeit in einem Stromabfallzeitabschnitt erfasst wird. Daher kann unabhängig davon, welche Zeit als die Referenzzeit gespeichert wird, jeder der Zeitunterschiede ta bis te unter den Schwellenwerterreichszeiten berechnet werden. Zusätzlich ist die Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1, die unmittelbar vor jeder Schwellenwerterreichszeit liegt, nur eine und bekannt. Daher kann die Ventilverschließzeit auf der Grundlage der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 als der Referenzzeit berechnet werden.
In einem Fall, in dem der Mikrocomputer 37 den Ventilverschließzeiterfassungsvorgang in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausführt (4, 6 und 7), kann die Zeit zum Ausschalten des Transistors T0 durch die Antriebssteuerschaltung 35 (die Zeit der Änderung des Antriebssignals SD0 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel, die als Ausschaltzeit bezeichnet wird) gegenüber der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 um einen vorab festgelegten Verzögerungszeitabschnitt verzögert werden.
Dies ist so, weil einer der Transistoren T1 und T2, der im Ein-Zustand ist, ausgeschaltet wird, während der Transistor T0 im Ein-Zustand ist, wenn die Ausschaltzeit des Transistors T0 gegenüber der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 verzögert ist. Der Strom fließt durch die Diode 31 zur Spule 17, ohne dass die Zener-Diode 33 als das Funkenlöschteil arbeitet. Aus diesem Grund verringert sich der Spulenstrom I im Vergleich zu einem Fall, in dem die Ausschaltzeit des Transistors T nicht verzögert wird, langsamer und der Stromverringerungszeitabschnitt wird länger. Es ist wahrscheinlich, dass sich die Wellenform des Spulenstroms I in Verbindung mit Änderungen der Charakteristiken des Injektors 15 ändert. Als ein Ergebnis kann die Ventilverschließzeit besser erfasst werden und die Genauigkeit der Erfassung kann verbessert werden. Es ist nur nötig, dass der Verzögerungszeitabschnitt länger als der maximale Zeitabschnitt von der Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlssignals S#1 bis zur Zeit des Nullstroms ist, bei dem der Spulenstrom I auf 0 abfällt. Das heißt, die Abschaltzeit des Transistors T0 muss nur bis zu einer Nullstromzeit verzögert werden, d. h. bis der Spulenstrom I 0 wird.
Zusammenfassend leistet die Erfindung Folgendes:
In einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (11, 51) wird ein Injektor (15) angetrieben, um sein Ventil zu öffnen, indem einer Spule (17) des Injektors während eines von einem Mikrocomputer (37) ausgegebenen Hochpegelzeitabschnitts eines Stromzufuhrbefehlssignals ein Strom zugeführt wird. Eine Ventilschließzeit des Injektors wird auf der Grundlage eines Spulenstroms erfasst, der von einer Abfallzeit des Stromzufuhrbefehlsignals absinkt. Durch Vergleich des Spulenstroms mit mehreren gleich unterteilten Vergleichsschwellenwerten durch Komparatoren (45-1 bis 45-6, 53) werden jeweils Zeiten erfasst, zu denen der Spulenstrom auf die Vergleichsschwellenwerte absinkt. Die Ventilschließzeit wird auf der Grundlage von Zeitunterschieden zwischen den erfassten Zeiten erfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-532448 A [0004, 0004, 0005]

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Injektor (15) mit einer Spule (17) und einem Ventil, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung Folgendes aufweist: ein Einstellteil (37), um einen Antriebszeitabschnitt des Injektors (15) einzustellen; ein Antriebssteuerteil (35), um den Injektor anzutreiben, um das Ventil zu öffnen, indem ein Stromzufuhrvorgang des Zuführens einer elektrischen Spannung an die Spule (17) des Injektors gestartet wird, um der Spule einen Strom zu einer Startzeit des Antriebszeitabschnitts, der durch das Einstellteil eingestellt ist, zuzuführen und um den Stromzufuhrvorgang anzuhalten, um das Ventil an einem Endzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts zu schließen; ein Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360, S410 bis S480) zum Erfassen einer Ventilverschließzeit des Injektors auf der Grundlage des Spulenstroms, der ab dem Endzeitpunkt des Antriebszeitabschnitts absinkt, wobei das Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360, S410 bis S480) durch Vergleichen des Spulenstroms mit jedem aus mehreren Vergleichsschwellenwerten jedes Mal erfasst, dass der Spulenstrom auf jeden der mehreren Vergleichsschwellenwerte absinkt, und die Ventilverschließzeit auf der Grundlage von erfassten Zeiten erfasst.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360, S410 bis S480) die Ventilverschließzeit auf der Grundlage eines Zeitunterschieds zwischen den erfassten Zeiten erfasst.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die mehreren Vergleichsschwellenwerte voneinander gleich weit beabstandet sind.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, S110 bis S240) ein Umwandlungsteil (25) zum Umwandeln des Spulenstroms in eine Spannung und mehrere Komparatoren (45-1 bis 45-6) umfasst, die passend zu den mehreren Vergleichspannungswerten vorgesehen sind, um die Spannung, die vom Umwandlungsteil ausgegeben wird, mit jeweiligen Vergleichsschwellenwertspannungen zu vergleichen, die den mehreren Komparatoren passend zu den mehreren Schwellenwerten eingelesen werden; und die mehreren Komparatoren (45-1 bis 45-6) den Spulenstrom mit den mehreren Vergleichsschwellenwerten vergleichen.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360, S410 bis S480) ein Umwandlungsteil (25) zum Umwandeln des Spulenstroms in eine Spannung und einen Komparator (53) zum Vergleichen der vom Umwandlungsteil ausgegebenen Spannung, mit einer dem Komparator eingegebenen Vergleichsschwellenwertspannung umfasst, die umgeschaltet wird, um den mehreren Vergleichsschwellenwerten zu entsprechen.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360) jede der Erfassungszeiten in einem Stromverringerungszeitabschnitt von der Endzeit des Antriebszeitabschnitt bis zu einer Nullstromzeit erfasst, zu der der Spulenstrom auf 0 absinkt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei: das Erfassungsteil (25, 37, 53, 55, S410 bis S480) die jeweilige Erfassungszeit als einen Zeitabschnitt erfasst, der von der Endzeit des Antriebszeitabschnitts als einer Referenzzeit gemessen wird; und das Erfassungsteil (25, 37, 53, 55, S410 bis S480) die jeweilige Erfassungszeit durch Umschalten der Vergleichsschwellenwertspannung, die dem Komparator (53) eingelesen wird, auf eine oder mehrere der mehreren Schwellenwertspannungen bei jedem der mehreren Stromverringerungszeitabschnitte beginnend von der Endzeit des Antriebszeitabschnitts bis zur Nullstromzeit erfasst.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 7, wobei: das Erfassungsteil (25, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360, S410 bis S480) Verringerungsraten des Spulenstroms pro Zeit auf der Grundlage der mehreren Vergleichsschwellenwerte und der erfassten Zeiten berechnet und die Ventilverschließzeit auf der Grundlage einer Änderung der Richtung der Verringerungsraten von der Verringerung zur Erhöhung erfasst.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei: die mehreren Vergleichsschwellenwerte untereinander gleich beabstandet sind; und das Erfassungsteil (35, 37, 45-1 bis 45-6, R1 bis R7, 53, 55, S110 bis S240, S310 bis S360, S410 bis S480) als die Raten der Verringerung des Spulenstroms pro Zeit Zeitunterschiede zwischen den erfassten Zeiten berechnet, die nacheinander erfasst werden, und die Ventilverschließzeit auf der Grundlage einer Zeit erfasst, zu der ein berechneter Zeitunterschied kürzer als ein vorhergehender berechneter Zeitunterschied wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei: das Einstellteil (37) den Antriebszeitabschnitt des Injektors durch Verwendung der erfassten Ventilverschließzeit einstellt.