-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit zur Steuerung eines Einspritzventils.
-
Die
JP 2010-532448 A und die
JP 2010-73705 A offenbaren ein Verfahren zur Erfassung einer Position einer Nadel eines elektromagnetischen Ventils, wie beispielsweise eines Einspritzventils. Insbesondere lehrt die
JP 2010-532448 A ein Verfahren zur Erfassung eines Ventilschließzeitpunkts eines Einspritzventils.
-
Eine Kraftstoffeinspritzmenge eines Einspritzventils wird abgestimmt, indem eine Ventilöffnungsdauer des Einspritzventils gesteuert wird. Um eine geringe Einspritzmenge zu erzielen, muss die Ventilöffnungsdauer des Einspritzventils verkürzt werden. Bei der geringen Einspritzmenge ist ein Fehler der Einspritzmenge jedoch signifikant. Folglich ist eine genaue Einspritzmengensteuerung schwierig. Der Fehler der Kraftstoffeinspritzmenge wird beispielsweise durch verschiedene Faktoren, wie beispielsweise einen Fehler der mechanischen Form eines Einspritzventils, einen Fehler des elektrischen Stromes und einen Fehler der Spannung, erzeugt.
-
Um eine geringe Einspritzmenge zu erhalten, sind weitere Verbesserungen in einer Kraftstoffeinspritzsteuereinheit erforderlich.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit bereitzustellen, die erfassen kann, dass ein Einspritzventil vollständig geschlossen ist, und zwar auch dann, wenn eine Ventilöffnungsspannung gestoppt wird, bevor das Einspritzventil vollständig geöffnet ist. Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit kann eine geringe Einspritzmenge richtig erhalten.
-
Eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit weist Anschlüsse auf, die mit einer Spule eines Einspritzventils verbindbar sind. Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit weist einen Ventilöffnungssteuerabschnitt auf, der eine Ventilöffnungsspannung an die Anschlüsse zum Öffnen des Einspritzventils legt und das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet, bevor das Einspritzventil vollständig geöffnet ist. Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit weist ferner einen Ventilschließerfassungsabschnitt auf, der erfasst, dass das Einspritzventil vollständig geschlossen ist, indem er einen Wendepunkt auf einer Wellenform eines durch die Spule fließenden elektrischen Stromes oder einen Wendepunkt auf einer Wellenform einer an die Anschlüsse gelegten Spannung erfasst.
-
Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
-
1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Verbrennungsmotorsystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
-
2 einen Schaltplan einer Ansteuerschaltung der ersten Ausführungsform;
-
3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung der ersten Ausführungsform;
-
4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der ersten Ausführungsform;
-
5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
-
6 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der zweiten Ausführungsform;
-
7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung gemäß einer dritten Ausführungsform;
-
8 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der dritten Ausführungsform;
-
9 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung gemäß einer vierten Ausführungsform;
-
10 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der vierten Ausführungsform;
-
11 einen Schaltplan einer Ansteuerschaltung gemäß einer fünften Ausführungsform;
-
12 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung der fünften Ausführungsform;
-
13 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der fünften Ausführungsform; und
-
14 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs gemäß einer sechsten Ausführungsform.
-
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesem Ausführungsformen sind gleiche Teile und Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht wiederholend beschrieben.
-
(Erste Ausführungsform)
-
1 zeigt ein Verbrennungsmotorsystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Verbrennungsmotorsystem 1 weist einen Verbrennungsmotor (EG) 2 für ein Fahrzeug auf. Das Verbrennungsmotorsystem 1 weist ein Kraftstoffversorgungssystem zur Versorgung des Verbrennungsmotors 2 mit Kraftstoff auf. Das Kraftstoffversorgungssystem weist ein Einspritzventil (INJ) 3, mehrere Sensoren (SNS) 4 und eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit (ECU) 5 auf.
-
Das Einspritzventil 3 ist ein Öffner-Magnetventil. Das Einspritzventil 3 empfängt unter Druck stehenden Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt). Wenn das Einspritzventil 3 geöffnet wird, wird der unter Druck stehende Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 2 gespritzt. Das Einspritzventil 3 ist in einem Ansaugkanal des Verbrennungsmotors 2 angeordnet. In diesem Fall spritzt das Einspritzventil 3 Kraftstoff in Richtung von Ansaugluft, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Alternativ ist das Einspritzventil 3 an einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 2 angeordnet. In diesem Fall spritzt das Einspritzventil 3 Kraftstoff in Richtung einer Verbrennungskammer.
-
Das Einspritzventil 3 weist einen Stator 3a mit einem festen Kern, eine Nadel 3b mit einem beweglichen Ventil und einem beweglichen Kern und eine Spule 3c zur Magnetisierung des Stators 3a auf. Die Spule 3c ist eine Magnetspule. Wenn die Spule 3c mit Strom versorgt wird, wird die Nadel 3b in Richtung des Stators 3a gezogen. Die Nadel 3b wird durch eine Feder (nicht gezeigt) in einer Ventilschließrichtung vorgespannt.
-
Wenn die Spule 3c nicht mit Strom versorgt wird, wird die Nadel 3b in einer Ventilschließrichtung vorgespannt. Folglich spritzt das Einspritzventil 3 dann, wenn die Spule 3c nicht mit Strom versorgt wird, keinen Kraftstoff ein. Wenn die Spule 3c mit Strom versorgt wird, wird die Nadel 3b magnetisch in Richtung des Stators 3a gezogen. Das Einspritzventil 3 wird geöffnet, um den Kraftstoff einzuspritzen. Es tritt eine bestimmte Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Spule 3c mit Strom versorgt wird, und dem Zeitpunkt, an dem das Einspritzventil 3 geöffnet wird, auf. Wenn die Spule 3c stromlos geschaltet wird, wird das Einspritzventil 3 geschlossen, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen. Es tritt eine bestimmte Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Spule 3c stromlos geschaltet wird, und dem Zeitpunkt, an dem das Einspritzventil 3 geschlossen wird, auf.
-
Die Sensoren 4 weisen einen Beschleunigungssensor, einen Verbrennungsmotordrehzahlsensor und einen Ansaugluftsensor zur Erfassung einer Ansaugluftmenge auf.
-
Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 5 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU). Die ECU 5 weist Anschlüsse 5a und 5b auf, die mit der Spule 3c des Einspritzventils 3 verbunden werden können. Die ECU 5 weist eine Ansteuerschaltung (DRV) 6 auf, die die an die Spule 3c gelegte Spannung und den in die Spule 3c fließenden elektrischen Strom steuert. Die Ansteuerschaltung 6 weist eine Hochspannungsversorgung 6a zur Ansteuerung des Einspritzventils 3 mit hoher Geschwindigkeit auf.
-
Die Hochspannungsversorgung 6a ist mit einer Verstärkerschaltung verbunden, die eine Batteriespannung verstärkt. Die Spannung „VF1” der Hochspannungsversorgung 6a beträgt 40 V. Die Ansteuerschaltung 6 weist eine Niederspannungsversorgung 6b auf, die eine Vorspannung zur Beobachtung einer Wellenform der an beiden Enden der Spule 3c erscheinenden Spannung oder einer Wellenform des durch die Spule 3c fließenden elektrischen Stromes anlegt. Die Spannung „VF2” der Niederspannungsversorgung 6b ist niedriger als die Spannung „VF1” der Hochspannungsversorgung 6a. Die Spannung „VF2” der Niederspannungsversorgung 6b beträgt 1 V (ein Volt).
-
Die ECU 5 weist eine Verarbeitungseinheit (CPU) 7 und einen Speicher (MMR) 8, in dem Programme gespeichert werden, auf. Die ECU 5 ist ein Mikrocomputer mit einem Speichermedium. Das Speichermedium speichert verschiedene Programm, die vom Computer ausgeführt werden. Das Speichermedium ist ein Halbleiterspeicher oder eine magnetische Disk.
-
Die CPU 7 führt die im Speicher 8 gespeicherten Programme aus, um eine Steuerung des Einspritzventils 3 auszuführen. Die CPU 7 weist mehrere Steuerabschnitte auf.
-
Die Einspritzsteuereinheit bestimmt eine Ventilöffnungsdauer des Einspritzventils 3, um die Kraftstoffeinspritzmenge abzustimmen. Die Kraftstoffeinspritzmenge kann von einer geringen Einspritzmenge bis zu einer normalen Einspritzmenge abgestimmt werden. Die geringe Einspritzmenge wird erhalten, indem ein Anlegen der Ventilöffnungsspannung gestoppt wird, bevor das Einspritzventil 3 die vollständig geöffnete Position aus der vollständig geschlossenen Position erreicht. Die normale Einspritzmenge wird erhalten, indem ein Anlegen der Ventilöffnungsspannung gestoppt wird, nachdem das Einspritzventil 3 die vollständig geöffnete Position erreicht hat.
-
Die CPU 7 weist einen Energieversorgungsdauer-Berechnungsabschnitt (ESP) 7a auf. Der Energieversorgungsdauer-Berechnungsabschnitt 7a bestimmt eine Energieversorgungsdauer „TS”, in der die Ventilöffnungsspannung an das zu öffnende Einspritzventil 3 gelegt wird. Eine Ventilöffnungsverzögerungsdauer „TL” wird von der Energieversorgungsdauer „TS” subtrahiert. Anschließend wird eine Ventilschließverzögerungsdauer „TT” addiert, um eine Ventilöffnungsdauer des Einspritzventils 3 zu erhalten. Folglich ist die Energieversorgungsdauer „TS” äquivalent zur geringen Soll-Kraftstoffeinspritzmenge „Q”. Die Energieversorgungsdauer „TS” ist derart definiert, dass das Anlegen der Ventilöffnungsspannung gestoppt wird, bevor das Einspritzventil 3 die vollständig geöffnete Position aus der vollständig geschlossenen Position erreicht.
-
Die CPU 7 weist einen Ventilöffnungssteuerabschnitt (CV) 7b auf. Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b legt eine Ventilöffnungsspannung an die Anschlüsse 5a, 5b. Anschließend, nachdem eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist, stoppt der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b das Anlegen der Ventilöffnungsspannung an die Anschlüsse 5a, 5b, Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b kann die Bereitstellung der Energieversorgung zur Spule 3c stoppen, bevor sich das Einspritzventil 3 an der vollständig geöffneten Position befindet. Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b kann die Bereitstellung der Energieversorgung zur Spule 3c ebenso stoppen, nachdem das Einspritzventil 3 an der vollständig geöffneten Position positioniert ist.
-
Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b steuert die Ansteuerschaltung 6 derart, dass die Hochspannungsversorgung 6a die Spule 3c periodisch (intermittierend) mit Energie versorgt. Folglich ist die Ventilöffnungsspannung gleich „VF1” (+40 V). Die Ventilöffnungsspannung „VF1” wird an die Spule 3c gelegt, und ein Magnetisierungsstrom fließt. Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b bewegt die Nadel 3b in einer Ventilöffnungsrichtung.
-
Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b weist eine Stoppschaltung zum Halten des Einspritzventils 3 an der vollständig geschlossenen Position auf. Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b ändert die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung an einem Ventilöffnungszeitpunkt zur Ventilöffnungsspannung (VF1). Wenn die Energieversorgungsdauer „TS” verstrichen ist, nachdem die Ventilöffnungsspannung (VF1) angelegt wurde, ändert der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b die Spannung zur Ventilschließspannung. Die Ventilschließspannung kann die Vorspannung (VF2) sein, die von der Niederspannungsversorgung 6b bereitgestellt wird. Die Ventilschließspannung kann eine Stoppspannung (null Volt) der Zeitspanne sein, in der das Einspritzventil 3 nicht angesteuert wird.
-
Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b kann eine Entmagnetisierungssteuerung ausführen, um die in der Spule 3c zurückbleibende Restmagnetisierungsenergie schnell zu mindern. Die Entmagnetisierungssteuerung kann ausgeführt werden, nachdem das Anlegen der Ventilöffnungsspannung gestoppt wurde. Die Entmagnetisierungssteuerung kann beispielsweise von einem geschlossenen Stromkreis, der die Spule 3c aufweist, ausgeführt werden. Der geschlossene Stromkreis kann eine Energiequelle in Rückwärtsrichtung, eine Schaltvorrichtung und einen Widerstand aufweisen. Die Energiequelle in Rückwärtsrichtung kann eine Rückwärtsspannung an die Spule 3c legen.
-
Die CPU 7 weist einen Ventilschließerfassungsabschnitt (VOD) 7c auf. Der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c erfasst, dass sich das Einspritzventil 3 an der vollständig geschlossenen Position befindet, indem er einen Wendepunkt auf einer Wellenform eines elektrischen Stromes „IL”, der durch die Spule 3c fließt, oder einen Wendepunkt auf einer Wellenform der Spannung „Ve” an den Anschlüssen 5a, 5b erfasst. Der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c erfasst den Wendepunkt auf einer Wellenform der von der Spule 3c induzierten Rückwärtsspannung „Ve” oder des durch die Spule 3c fließenden elektrischen Stromes „IL”. Der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c entspricht einem Wendepunkterfassungsabschnitt.
-
Die Induktivität der Spule 3c ändert sich in Übereinstimmung mit einer Position der Nadel 3b und deren Bewegungen. Aus diesem Grund ändern sich die Rückwärtsspannung „Ve” und der elektrische Strom „IL” ebenso in Übereinstimmung mit der Position der Nadel 3b. Insbesondere ändern sich dann, wenn sich die Nadel 3b an der vollständig geschlossenen Position befindet, die Wellenformen der Rückwärtsspannung „Ve” und des elektrischen Stromes „IL” nicht gleichmäßig. Diese Änderung erscheint als Wendepunkte auf den Wellenformen der Rückwärtsspannung „Ve” des elektrischen Stromes „IL”. Die Wendepunkte auf der Wellenform können anhand einer mathematischen Verarbeitung erfasst werden. Die Wendepunkte werden beispielsweise anhand einer Differentiationsverarbeitung und/oder einer Integrationsverarbeitung erfasst.
-
An einem Zeitpunkt, an dem der Wendepunkt erscheint, befindet sich das Einspritzventil 3 an der vollständig geschlossenen Position. D. h., dies ist ein tatsächlicher bzw. Ist-Ventilschließzeitpunkt. Der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c erfasst einen Wendepunkt bei einer einzelnen Kraftstoffeinspritzung, die vom Erfassungssteuerabschnitt 7f ausgeführt wird, wodurch ein Ist-Ventilschließzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung erkannt wird. Folglich wird dadurch, dass der Wendepunkt auf der Wellenform des elektrischen Stromes oder der Spannung bei einer vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erfasst wird, der Ventilschließzeitpunkt der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erkannt.
-
Der Ventilschließzeitpunkt ändert sich infolge verschiedener Faktoren, wie beispielsweise eines Fehlers der mechanischen Form eines Einspritzventils, eines Fehlers des elektrischen Stromes, eines Fehlers der Spannung und einer Änderung der Temperatur. Folglich wird dadurch, dass der Ist-Ventilschließzeitpunkt erfasst wird, eine Differenz zwischen dem Ventilschließzeitpunkt und einem angestrebten Soll-Ventilschließzeitpunkt erhalten. D. h., ein Fehler der Kraftstoffeinspritzmenge „Q” kann erhalten werden. Ferner kann, auf der Grundlage des Ist-Ventilschließzeitpunkts, die Energieversorgungsdauer „TS” derart korrigiert werden, um die angestrebte Kraftstoffeinspritzmenge „Q” erhalten wird.
-
Die CPU 7 weist einen Korrekturbetragsberechnungsabschnitt (CA) 7d auf. Auf der Grundlage des Ist-Ventilschließeitpunkts bei der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung berechnet der Korrekturbetragsberechnungsabschnitt 7d einen Korrekturbetrag „Te” der Energieversorgungsdauer „TS” bei einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung. Wenn der Ventilschließzeitpunkt bei der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung vor dem Soll-Ventilschließzeitpunkt liegt, wird der Korrekturbetrag „Te” erstellt, um die Energieversorgungsdauer „TS” bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung zu vergrößern. Wenn der Ist-Ventilschließzeitpunkt bei der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung hinter dem Soll-Ventilschließzeitpunkt liegt, wird der Korrekturbetrag „Te” erstellt, um die Energieversorgungsdauer „TS” bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung zu verkleinern.
-
Die CPU 7 weist einen Korrekturabschnitt 7e auf. Der Korrekturabschnitt 7e korrigiert wenigstens entweder die Energieversorgungsdauer „TS”, die der Energieversorgungsdauer-Berechnungsabschnitt 7a erstellt, auf der Grundlage des Korrekturbetrags „Te”, oder einen Parameter zur Ventilschließsteuerung durch den Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird, bei der Korrekturverarbeitung, eine Ventilöffnungsdauer bei einer vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erhalten. Die Ventilöffnungsdauer ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Ventilöffnungsspannung „VF1” angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Einspritzventil 3 vollständig geschlossen ist (Ventilschließzeitpunkt). Dieser Ventilöffnungszeitpunkt wird durch einen Drehwinkel des Verbrennungsmotors 2 beschrieben. Auf der Grundlage der Ventilöffnungsdauer der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung wird die Energieversorgungsdauer „TS” der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung korrigiert. Die Ventilöffnungsdauer der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung wird zu einer Soll-Ventilöffnungsdauer. Die Soll-Ventilöffnungsdauer kann einen zulässigen Bereich aufweisen.
-
Bei einer weiteren Korrekturverarbeitung wird eine Ventilschließverzögerungsdauer bei einer vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erhalten. Die Ventilschließverzögerungsdauer ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Ventilöffnungsspannung „VF1” gestoppt wird, bis zum Ventilschließzeitpunkt. Auf der Grundlage der Ventilschließverzögerungsdauer der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung wird die Energieversorgungsdauer „TS” der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung korrigiert. Die Ventilschließverzögerungsdauer der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung wird eine Soll-Ventilschließverzögerungsdauer. Die Soll-Ventilschließverzögerungsdauer kann einen zulässigen Bereich aufweisen.
-
Wenn die Energieversorgungsdauer „TS” verstrichen ist, nachdem die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung zur Ventilöffnungsspannung „VF1” geändert wurde, kann die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung in eine Spannung äquivalent einer Löseposition (OPEN) oder eines Kurzschlusszustands (GND) geändert werden. In diesem Fall ist die Ventilöffnungsdauer eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Ventilöffnungsspannung „VF1” angelegt wird, bis zum Ventilschließzeitpunkt. Die Ventilschließverzögerungsdauer ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Stoppspannung (0 V) angelegt wird, bis zum Ventilschließzeitpunkt.
-
Wenn die Energieversorgungsdauer „TS” verstrichen ist, nachdem die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung zur Ventilöffnungsspannung „VF1” geändert wurde, kann die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung in eine Vorspannung „VF2” geändert werden. Die Ventilöffnungsdauer ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Ventilöffnungsspannung „VF1” angelegt wird, bis zum Ventilschließzeitpunkt. Die Ventilschließverzögerungsdauer ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Vorspannung „VF2” angelegt wird, bis zum Ventilschließzeitpunkt.
-
Ein Korrekturbetragsberechnungsabschnitt (CA) 7d und ein Korrekturabschnitt (C) 7e korrigieren den Parameter bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung derart, dass ein Fehler der Kraftstoffeinspritzmenge infolge des Fehlers des Ventilschließzeitpunkts bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung und des Soll-Ventilschließzeitpunkts verringert werden kann, und zwar auf der Grundlage des Ventilschließzeitpunkts, der bei der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erfasst wird. Der Parameter ist beispielsweise die Energieversorgungsdauer „TS”. Folglich werden der Soll-Ventilschließzeitpunkt und die geringe Einspritzmenge richtig erhalten.
-
Die CPU 7 weist einen Vorspannungssteuerabschnitt (BC) 7f auf, der eine Vorspannung an die Anschlüsse 5a, 5b legt. Die Wellenformen der Rückwärtsspannung „Ve” und des elektrischen Stromes „IL” werden auf einfache Weise aus der Vorspannung erfasst. Der Wert der Vorspannung wird derart erstellt, dass ein deutlicher Wendepunkt auf der Wellenform des elektrischen Stromes „IL” oder der Rückwärtsspannung „Ve” erscheint. Die Vorspannung ist eine niedrige Spannung, die das Einspritzventil 3 nicht in einer Ventilöffnungsrichtung antreibt.
-
Der Vorspannungssteuerabschnitt 7f legt die Vorspannung an ein Einspritzventil, bei dem der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c den Ventilschließzeitpunkt erfassen wird. Folglich arbeiten der Vorspannungssteuerabschnitt 7f und der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c synchron.
-
Der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c und der Vorspannungssteuerabschnitt 7f führen eine Ventilschließerfassungsverarbeitung zur Erfassung des Ventilschließzeitpunkts auf. Der Ventilschließerfassungsabschnitt 7c, der Vorspannungssteuerabschnitt 7f und der Korrekturbetragsberechnungsabschnitt 7d führen eine Korrekturerstellungsverarbeitung aus, bei der ein Korrekturbetrag neu erstellt wird. Die Ventilschließerfassungsverarbeitung oder die Korrekturerstellungsverarbeitung können bezüglich aller Kraftstoffeinspritzungen oder eines Teils der Kraftstoffeinspritzungen ausgeführt werden. Insbesondere können die Ventilschließerfassungsverarbeitung oder die Korrekturerstellungsverarbeitung periodisch ausgeführt werden. Ferner können eine Ventilschließerfassungsverarbeitung oder die Korrekturerstellungsverarbeitung in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmotoransteuerzustand ausgeführt werden.
-
Der Korrekturabschnitt 7e kann die Energieversorgungsdauer „TS” bei nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen auf der Grundlage des Korrekturbetrags „Te” korrigieren. Der Korrekturabschnitt 7e kann die Energieversorgungsdauer „TS” für die nächste Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage des Korrekturbetrags „Te”, der bei einer vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erhalten wird, korrigieren.
-
Die Ansteuerschaltung 6 weist, wie in 2 gezeigt, einen MOS1 zwischen der Hochspannungsversorgung 6a und dem Pluspol 5a auf. Der MOS1 dient als Schalter auf der Seite hohen Potentials. Ein MOS2 ist zwischen den Minuspol 5b und das Massepotential geschaltet. Der MOS2 dient als ein Schalter auf der Seite niedrigen Potentials. Ein MOS3 ist zwischen die Niederspannungsversorgung 6b und den Pluspol 5a geschaltet. Der MOS3 dient als ein Schalter auf der Seite hohen Potentials zum Anlegen der Vorspannung. Folglich kann die elektrische Energie von der Hochspannungsversorgung 6a oder der Niederspannungsversorgung 6b an die Spule 3c gelegt werden. Die Ansteuerschaltung 6 kann selektiv die Ventilöffnungsspannung (VF1, 40 V), die Stoppspannung (GND, OPEN, 0 V) zum Schließen des Einspritzventils 3 oder die Vorspannung (VF2, 1 V) an die Anschlüsse 5a, 5b legen.
-
Die Ansteuerschaltung 6 weist eine Diode „Df” zwischen dem Anschluss 5a und dem Massepotential auf. Eine Anode der Diode „Df” ist mit dem Massepotential verbunden, und eine Kathode ist mit dem Anschluss 5a verbunden. Die Diode „Df” schließt den geschlossenen Stromkreis „CC1” einschließlich der Spule 3c durch eine von der Spule 3c induzierte gegenelektromotorische Kraft. Die Diode „Df” stoppt die Zuführung von elektrischer Energie zum geschlossenen Stromkreis „CC1”, wenn die Hochspannungsversorgung 6a die Spule 3c mit elektrischer Energie versorgt.
-
Eine Zener-Diode „DZ” ist zwischen eine positive Elektrode des MOS2 und einen Gate-Anschluss für ein „Self-Bias” geschaltet. Eine Anode der Zener-Diode „DZ” ist mit dem Gate-Anschluss verbunden. Eine Kathode der Zener-Diode „DZ” ist mit dem Plusanschluss des MOS2 verbunden. Die Zener-Diode „DZ” schaltet den MOS2 EIN, wenn eine Spannung an den Plusanschluss des MOS2 gelegt wird. Der MOS2 wird durch die von der Spule 3c induzierte gegenelektromotorische Kraft EIN geschaltet, und der geschlossene Stromkreis „CC1”, der die Diode „Df” aufweist, wird gebildet.
-
Gemäß der obigen Konfiguration bildet der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b den geschlossenen Stromkreis „CC1”, der eine Bestromung der Spule 3c erlaubt, nachdem die Ventilöffnungsspannung gestoppt wurde, indem der MOS2 EIN geschaltet wurde. Ferner schaltet der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b den MOS2 und den MOS3 EIN, so dass eine Schaltung, welche die Niederspannungsversorgung 6b zum Anlegen der Vorspannung an die Anschlüsse 5a, 5b aufweist, definiert wird.
-
Ein Widerstand „R” ist zwischen den MOS2 und das Massepotential geschaltet. Der Spannungsabfall im Widerstand „R” beschreibt den elektrischen Strom „IL”. Der Spannungsabfall im Widerstand „R” wird von einer Erfassungsschaltung 6c erfasst. Der erfasste Spannungsabfall wird an die CPU 7 gesendet. Die Erfassungsschaltung 6c erfasst den elektrischen Strom „IL”, indem sie den Spannungsabfall im Widerstand „R” erfasst. Die Erfassungsschaltung 6c erfasst den elektrischen Strom „IL” über einen Wendepunkt, der anhand eines mathematischen Prozesses im Ventilschließerfassungsabschnitt 7c erkannt werden kann.
-
Der MOS1, der MOS2 und der MOS3 sind Schaltvorrichtungen. Diese Schaltvorrichtungen sind Leistungs-MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren). Die Schaltvorrichtung kann ein Bipolartransistor oder ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) sein.
-
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung 150 zur Steuerung der Ansteuerschaltung 6 zur Erfassung eines Wendepunkts. Diese Verarbeitung wird gestartet, wenn der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird. In Schritt 151 bestimmt die ECU 5, ob eine Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzventil 3 zulässig ist. Die ECU 5 bestimmt beispielsweise auf der Grundlage eines internen Flags, ob die Kraftstoffeinspritzung zulässig ist. Wenn die Kraftstoffeinspritzung in Schritt 151 unzulässig ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 152 voran. In Schritt 152 schaltet die ECU 5 den MOS1 bis MOS3 AUS. Dies führt dazu, dass die Anschlüsse 5a, 5b in einem offenen Zustand (OPEN) versetzt werden. Wenn die Kraftstoffeinspritzung in Schritt 151 zulässig ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 153 voran.
-
In Schritt 153 bestimmt die ECU 5, ob ein Kraftstoffeinspritzsignal erzeugt wird. Wenn kein Kraftstoffeinspritzsignal erzeugt wird, schreitet das Verfahren zu Schritt 152 voran. Wenn das Kraftstoffeinspritzsignal erzeugt wird, schreitet das Verfahren zu Schritt 154 voran.
-
In Schritt 154 schaltet die ECU 5 den MOS1 und den MOS2 EIN. Folglich wird die Ventilöffnungsspannung „VF1” an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt. Der elektrische Strom fließt durch die Spule 3c, und die Spule 3c wird magnetisiert. Die Nadel 3b wird in Richtung des Stators 3a gezogen. Das Einspritzventil 3 startet einen Ventilöffnungsvorgang. Die Nadel 3b wird graduell angehoben.
-
In Schritt 155 bestimmt die ECU 5, ob die Energieversorgungsdauer „TS” verstrichen ist. Die Energieversorgungsdauer „TS” wird auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge „Q” erstellt. Während der Energieversorgungsdauer „TS” wird elektrische Energie von der Hochspannungsversorgung 6a an die Spule 3c gegeben, um die geringe Kraftstoffeinspritzmenge „Q” zu erhalten. Wenn die Energieversorgungsdauer „TS” verstrichen ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 156 voran. Dies führt dazu, dass die Nadel 3b graduell angehoben wird, bis die Energieversorgungsdauer „TS” verstrichen ist. Das Einspritzventil 3 wird graduell geöffnet, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird graduell erhöht.
-
In Schritt 156 schaltet die ECU 5 den MOS1 und den MOS2 AUS. Folglich wird das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet. Die Magnetisierung der Spule 3c wird ebenso beendet. Die Nadel 3b stoppt die Bewegung in der Ventilöffnungsrichtung und beginnt anschließend sich vom Stator 3a zu entfernen. D. h., das Einspritzventil 3 beginnt einen Ventilschließvorgang, bevor es vollständig geöffnet ist. Der Hubbetrag der Nadel 3b verringert sich graduell.
-
Wenn der MOS1 und der MOS2 AUS geschaltet werden, wird eine Stoppschaltung derart zwischen den Anschlüssen 5a, 5b erzeugt, dass das Einspritzventil 3 die Kraftstoffeinspritzung stoppt. Zwischen dem Zeitpunkt „t2” und dem Zeitpunkt „t3” werden die Anschlüsse 5a, 5b in den offenen Zustand (OPEN) versetzt. In diesem Fall weist die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung einen Leerlaufspannungspegel (OPEN) auf. Dieser Spannungspegel ist ebenso die Spannung zum Schließen des Einspritzventils 3. Dieser Spannungspegel ist eine Stoppspannung.
-
In Schritt 157 bestimmt die ECU 5, ob eine Verzögerungsdauer „TD” verstrichen ist. Wenn die Verzögerungsdauer „TD” verstrichen ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 158 voran. Dies führt dazu, dass bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Verzögerungsdauer „TD” verstrichen ist, beide Enden der Spule 3c in den offenen Zustand versetzt sind.
-
Wenn ein Anlegen der Ventilöffnungsspannung an die Spule 3c in Schritt 156 gestoppt wird, wird die gegenelektromotorische Kraft durch Selbstinduktion in der Spule 3c erzeugt. Die Verzögerungsdauer „TD” wird derart erstellt, dass sie einen Peak (Spitzenwert) der Rücklaufspannung aufweist, die durch die gegenelektromotorische Kraft zwischen beiden Anschlüssen der Spule 3c erscheint. Die Verzögerungsdauer „TD” wird derart erstellt, dass sie endet, wenn sich die Rücklaufspannung um einen vorbestimmten Betrag verringert. Durch Öffnen der beiden Endanschlüsse der Spule 3c über die Verzögerungsdauer „TD” kann die Minderung der Restmagnetisierungsenergie der Spule 3c gefördert werden. Die Verzögerungsdauer „TD” beträgt beispielsweise 100 Mikrosekunden.
-
Wenn die CPU 7 den MOS2 nicht zwangsläufig AUS schaltet, ist es wahrscheinlich, dass der MOS2 durch die gegenelektromotorische Kraft vorgespannt wird, um in einer Periode EIN geschaltet zu werden, in der die Rücklaufspannung die Zener-Diode „DZ” zerstört. Aus diesem Grund absorbiert der geschlossene Stromkreis „CC1” die Überspannung infolge der Rücklaufspannung (Flyback-Spannung).
-
In Schritt 158 bestimmt die ECU 5, ob eine Ventilschließerfassungsverarbeitung ausgeführt wird. Die Ventilschließerfassungsverarbeitung wird ausgeführt, wenn der Verbrennungsmotor 2 einen Ansteuerzustand aufweist, der für die Ventilschließerfassungsverarbeitung geeignet ist. Wenn keine Ventilschließerfassungsverarbeitung ausgeführt wird, schreitet das Verfahren zu Schritt 152 voran. Wenn die Ventilschließerfassungsverarbeitung ausgeführt wird, schreitet das Verfahren zu Schritt 159 voran.
-
In Schritt 159 schaltet die ECU 5 den MOS2 und den MOS3 EIN. Folglich wird die Vorspannung „VF2” von der Niederspannungsversorgung 6b an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt.
-
In Schritt 160 erfasst die ECU 5 den Wendepunkt auf einer Wellenform der von der Spule 3c induzierten Rückwärtsspannung „Ve” oder des durch die Spule 3c fließenden elektrischen Stromes „IL”. Die ECU 5 führt einen Rechenprozess zur Erfassung des Wendepunktes des elektrischen Stromes „IL” aus, der von der Erfassungsschaltung 6c erfasst wird. Der Wendepunkt erscheint in einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet wurde. Folglich kann in Schritt 160 ein Erfassungsfenster einer vorbestimmten Periodendauer verwendet werden.
-
In Schritt 161 bestimmt die ECU 5, ob eine Erfassungsdauer „TM” verstrichen ist. In der Erfassungsdauer „TM” kann ein Wendepunkt auf der Wellenform des elektrischen Stromes „IL” beobachtet werden. Die Erfassungsdauer „TM” wird bestimmt, nachdem das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet wurde. Wenn die Erfassungsdauer „TM” verstrichen ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 152 voran. Wenn die Erfassungsdauer „TM” nicht verstrichen ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 162 voran.
-
In Schritt 162 bestimmt die ECU 5, ob der Wendepunkt in Schritt 160 erfasst worden ist. Wenn der Wendepunkt in Schritt 160 erfasst worden ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 152 voran. Wenn der Wendepunkt in Schritt 160 nicht erfasst worden ist, wiederholt die ECU 5 die Schritte 160 bis 162. Folglich kann die Vorspannung während der Erfassungsdauer „TM” angelegt werden. Wenn jedoch der Wendepunkt auf der Wellenform des elektrischen Stromes „IL” erfasst wird, wird das Anlegen der Vorspannung beendet, bevor die Erfassungsdauer „TM” endet.
-
Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b steuert die Ansteuerschaltung 6 derart, dass das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet wird, bevor das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet ist. Die Ventil-Offen-Steuerung für eine geringe Einspritzmenge wird in den Schritten 154 bis 156 ausgeführt. Der Vorspannungssteuerabschnitt 7f entspricht der Verarbeitung in den Schritten 159 und 152. Der Vorspannungssteuerabschnitt 7f steuert die Ansteuerschaltung 6 derart, dass die Vorspannung angelegt wird, nachdem der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet hat. Nachdem das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet wurde, wird das Anlegen der Vorspannung beendet. Ferner steuert der Vorspannungssteuerabschnitt 7f die Ansteuerschaltung 6, um die Stoppspannung anzulegen, nachdem das Anlegen der Vorspannung beendet wurde.
-
Ferner entspricht die Verarbeitung in Schritt 157 einem Stoppsteuerabschnitt. Nachdem der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet hat, legt der Stoppsteuerabschnitt die Stoppspannung in der Verzögerungsdauer „TD” an, bevor die Vorspannung durch den Vorspannungssteuerabschnitt 7f angelegt wird. Die Stoppspannung beträgt null Volt.
-
Der Korrekturbetragsberechnungsabschnitt 7d und der Korrekturabschnitt 7e führen eine Korrekturverarbeitung aus. Bei dieser Korrekturverarbeitung wird die Energieversorgungsdauer „TS” für eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung derart korrigiert, dass die geringe Einspritzmenge richtig erhalten werden kann.
-
4 zeigt ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der vorliegenden Ausführungsform. „VL” kennzeichnet die Spannung an einem Pluspol der Spule 3c, „IL” kennzeichnet den durch die Spule 3c fließenden elektrischen Strom, und „LF” kennzeichnet den Hubbetrag der Nadel 3b. 4 zeigt, dass zwei kleiner Kraftstoffeinspritzungen ausgeführt werden. Die Wellenformen von „t1” bis „t6” zeigen den Fall, dass die Vorspannung angelegt wird. D. h., die Wellenformen von „t1” bis „t6” zeigen den Fall auf, dass der Wendepunkt erfasst wird (Schritt 160). Die Wellenformen „t6” bis „t9” zeigen den Fall auf, dass keine Vorspannung angelegt wird.
-
Zum Zeitpunkt „t0” ist eine Kraftstoffeinspritzung zulässig. Zum Zeitpunkt „t9” ist die Kraftstoffeinspritzung unzulässig. Während der Verbrennungsmotor 2 läuft, ist die Kraftstoffeinspritzung zulässig.
-
Zum Zeitpunkt „t1” wird die Spannung an die Spule 3c gelegt. In der Energieversorgungsdauer „TS” von „t1” bis „t2” ist die Spannung „VL” gleich „VF1”. Der elektrische Strom „IL” wird graduell erhöht. Nach dem Zeitpunkt „t1” beginnt der Hubbetrag „LF” der Nadel 3b sich zu erhöhen.
-
Im Falle einer geringen Einspritzmenge verstreicht die Energieversorgungsdauer „TS”, bevor sich das Einspritzventil 3 an der vollständig geöffneten Position befindet. In der 4 endet die Energieversorgungsdauer „TS” zum Zeitpunkt t2. Zum Zeitpunkt „t2” wird das Anlegen der Ventilöffnungsspannung an die Spule 3c gestoppt. Der elektrische Strom „IL” verringert sich schnell. Die Restmagnetisierungsenergie der Spule 3c wird schnell verringert. Der Hubbetrag „LF” verringert sich graduell.
-
Wenn das Einspritzventil 3 vollständig geschlossen wird, wird die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung von der Vorspannung zur Stoppspannung geändert. Nachdem das Einspritzventil 3 vollständig geschlossen ist, wird die an die Spule 3c gelegte Spannung zur Stoppspannung geändert.
-
Die Verzögerungsdauer „TD” ist eine Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt „t2” und dem Zeitpunkt t3. Zum Zeitpunkt „t3” werden der MOS2 und der MOS3 EIN geschaltet und wird die Vorspannung an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt.
-
Der Hubbetrag „LF” kehrt zum Zeitpunkt „t4” zu 0% zurück. D. h., zum Zeitpunkt „t4” ist das Einspritzventil 3 vollständig geschlossen. Zum Zeitpunkt „t4” erscheint ein Wendepunkt „DP1” auf einer Wellenform des elektrischen Stromes „IL”. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Wendepunkt „DP1” anhand einer Differentiation der Wellenform des elektrischen Stromes „IL” in der Zeitspanne, in der die Vorspannung als die Ventilschließspannung an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt wird, erfasst.
-
Wenn der Wendepunkt „DP1” zum Zeitpunkt „t4” als Ventilschließzeitpunkt erfasst wird, werden der MOS2 und der MOS3 AUS geschaltet. D. h., wenn der Wendepunkt „DP1” auf der Wellenform des elektrischen Stromes „IL” erfasst wird, wird das Anlegen der Vorspannung beendet, bevor die Erfassungsdauer „TM” endet.
-
Die Vorspannung kann, wie durch gestrichelte Linien gezeigt, während der Erfassungsdauer „TM” angelegt werden. In diesem Fall werden der MOS2 und der MOS3 zum Zeitpunkt „t5” AUS geschaltet.
-
Wenn die Vorspannung nicht angelegt wird, ist die Wellenform des elektrischen Stromes „IL” während einer Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt „t7” und dem Zeitpunkt „t9” flach.
-
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die geringe Einspritzmenge erhalten werden, indem das Anlegen der Ventilöffnungsspannung gestoppt wird, bevor das Einspritzventil 3 an der vollständig geöffneten Position positioniert wird. Ferner kann auch in diesem Fall ein Ist-Ventilschließzeitpunkt erfasst werden. Durch die Erfassung des Ist-Ventilschließzeitpunkts kann bestätigt werden, dass das Einspritzventil 3 geöffnet wird, um die geringe Einspritzmenge einzuspritzen. Ferner kann der Ist-Ventilschließzeitpunkt verwendet werden, um die geringe Einspritzmenge bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung zu erhalten. Dies führt dazu, dass die geringe Einspritzmenge richtig eingespritzt werden kann.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
In der ersten Ausführungsform weisen die Anschlüsse 5a, 5b während der Verzögerungsdauer „TD”, nachdem das Anlegen der Ventilöffnungsspannung gestoppt wurde, den offenen Zustand (OPEN) auf. Es kann jedoch, ohne die Verzögerungsdauer „TD” bereitzustellen, die Vorspannung anstelle der Ventilöffnungsspannung angelegt werden.
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer von der ECU ausgeführten Steuerverarbeitung 250. Prozesse gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Steuerverarbeitung 250 weist den Schritt 157 nicht auf. Folglich wird die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung von einer Ventilöffnungsspannung direkt zur Vorspannung geändert, ohne die Verzögerungsdauer „TD” vorzusehen.
-
Unmittelbar nach der Energieversorgungsdauer „TS” wird, wie in 6 gezeigt, die Erfassungsdauer „TM” ohne die Verzögerungsdauer „TD” gestartet. In dieser Ausführungsform wird die Ventilöffnungsspannung zum Zeitpunkt „t2” gestoppt. Nachdem die Ventilöffnungsspannung gestoppt wurde, wird die Vorspannung als eine Ventilschließspannung anstelle einer Ventilöffnungsspannung angelegt. Das Einspritzventil 3 empfängt die Vorspannung und wird in einer Ventilschließrichtung betrieben. Wenn der Hubbetrag „LF” zum Zeitpunkt „t4” 0% erreicht, erscheint ein Wendepunkt „DP1” auf der Wellenform des elektrischen Stromes „IL”. Dieser Wendepunkt „DP1” wird als der Ventilschließzeitpunkt erfasst. Zum Zeitpunkt „t4” wird das Anlegen der Vorspannung beendet. Nachdem das Anlegen der Vorspannung beendet wurde, wird die Spannung äquivalent dem offenen Zustand als die Stoppspannung anstelle der Vorspannung an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt.
-
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Ist-Ventilschließzeitpunkt des Einspritzventils 3 erfasst werden, ohne die Verzögerungsdauer „TD” bereitzustellen.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
In den obigen Ausführungsformen wird bestimmt, ob die Wendepunkterfassung bezüglich jeder Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Wendepunkt bezüglich aller Kraftstoffeinspritzungen geringer Menge erfasst werden.
-
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer von der ECU 5 ausgeführten Steuerverarbeitung 350. Prozesse gleich denjenigen in den obigen Ausführungsformen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Schritt 159 wird die Vorspannung bezüglich aller Kraftstoffeinspritzungen geringer Menge angelegt. In Schritt 160 wird der Wendepunkt bezüglich aller Kraftstoffeinspritzungen geringer Menge erfasst.
-
Der Wendepunkt „DP1” kann, wie in 8 gezeigt, bei allen Kraftstoffeinspritzungen geringer Menge beobachtet werden.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
In den obigen Ausführungsformen wird die Vorspannung einzig in der Erfassungsdauer „TM” an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Vorspannung während einer Zeitspanne, in der das Einspritzventil 3 betrieben wird, an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt werden.
-
9 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer von der ECU 5 ausgeführten Steuerverarbeitung 450. Prozesse gleich denjenigen in den obigen Ausführungsformen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Schritt 463 schaltet die ECU 5 den MOS2 und den MOS3 EIN. In Schritt 456 schaltet die ECU 5 den MOS1 AUS. Folglich wird in einer Zeitspanne, in der eine Kraftstoffeinspritzung zulässig ist, die Vorspannung fortlaufend an das Einspritzventil 3 gelegt.
-
Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b steuert die Ansteuerschaltung 6 derart, dass das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet wird, bevor das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet ist. Der Vorspannungssteuerabschnitt 7f entspricht der Verarbeitung in den Schritten 463 und 152. Der Vorspannungssteuerabschnitt 7f steuert die Ansteuerschaltung 6, um die Vorspannung einzig dann anzulegen, wenn die Kraftstoffeinspritzung zulässig ist.
-
Zum Zeitpunkt „t0” werden der MOS2 und der MOS3, wie in 10 gezeigt, EIN geschaltet. Der MOS2 und der MOS3 werden bis zum Zeitpunkt „t9” EIN gehalten. D. h., die Vorspannung wird in der Zeitspanne, in der das Einspritzventil 3 betrieben wird, fortlaufend angelegt. In diesem Fall erscheint der Wendepunkt „DP1” bei allen Kraftstoffeinspritzungen.
-
In dieser Ausführungsform wird die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung von der Ventilöffnungsspannung zur Vorspannung gewechselt, bevor das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet ist. Ferner wird die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung von der Vorspannung auf einen Wert von null Volt geändert, nachdem das Einspritzventil 3 mehrere Male geschlossen wurde.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
In den obigen Ausführungsformen erscheint dann, wenn die Vorspannung an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt wird, der Wendepunkt „DP1”. Es erscheint jedoch auch dann, wenn keine Vorspannung angelegt wird, ein Wendepunkt „DP2”.
-
11 zeigt eine Ansteuerschaltung 6, die keine Niederspannungsversorgung aufweist. Wenn der MOS1 AUS und der MOS2 EIN geschaltet werden, fließt der elektrische Strom „IL” in dem geschlossenen Stromkreis „CC1”. Auf einer Wellenform des elektrischen Stromes „IL” erscheint der Wendepunkt „DP2” infolge einer Änderung in der Induktivität in der Zeit, in der das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet ist. Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b bildet den geschlossenen Stromkreis „CC1”, der eine Stromversorgung der Spule 3c nach einem Stoppen der Ventilöffnungsspannung durch EIN schalten des MOS2 ermöglicht.
-
Die Ansteuerschaltung 6 kann selektiv die Ventilöffnungsspannung „VF1” oder die Stoppspannung (GND, OPEN) an die Anschlüsse 5a, 5b legen.
-
12 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer von der ECU 5 ausgeführten Steuerverarbeitung 550. Prozesse gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Schritt 559 wird der MOS2 EIN geschaltet und der geschlossene Stromkreis „CC1” geschlossen. Dies führt dazu, dass auch dann, wenn das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet ist, der elektrische Strom „IL” beobachtet werden kann.
-
Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b steuert die Ansteuerschaltung 6 derart, dass das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet wird, bevor das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet ist. Ferner steuert der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b die Ansteuerschaltung 6, um die Stoppspannung anzulegen, nachdem das Anlegen der Ventilöffnungsspannung beendet wurde. Der Ventilöffnungssteuerabschnitt 7b weist einen Öffnungsteil und einen Kurzschlussteil zum Anlegen der Stoppspannung an die Anschlüsse 5a, 5b auf. In Schritt 156 öffnet der Öffnungsteil die Anschlüsse 5a, 5b (OPEN). Der geschlossene Stromkreis „CC1” wird geöffnet, um die Stoppspannung an die Anschlüsse 5a, 5b zu legen. In Schritt 559 schaltet der Kurzschlussteil die Anschlüsse 5a, 5b in den Kurzschlusszustand (GND). Der geschlossene Stromkreis „CC1” wird geschlossen, um die Stoppspannung an die Anschlüsse 5a, 5b zu legen. Die Wellenform des elektrischen Stromes „IL” kann beobachtet werden.
-
Der MOS2 wird, wie in 13 gezeigt, EIN geschaltet, nachdem die Verzögerungsdauer „TD” verstrichen ist. Der Wendepunkt „DP2” erscheint in der Wellenform des elektrischen Stromes „IL”, der in den geschlossenen Stromkreis „CC1” fließt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Wendepunkt „DP2” durch eine Differentiation der Wellenform des elektrischen Stromes „IL” in der Zeit, in der die Ventilschließspannung an die Anschlüsse 5a, 5b gelegt wird, erfasst. Wenn der Wendepunkt „DP2” zum Zeitpunkt „t4” erfasst wird, wird der MOS2 AUS geschaltet.
-
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Ventilschließzeitpunkt des Einspritzventils 3 erfasst werden, ohne die Vorspannung anzulegen.
-
(Sechste Ausführungsform)
-
Ein Wendepunkt auf einer Wellenform der an die Anschlüsse 5a, 5b gelegten Spannung kann erfasst werden, um ein Ventilschließen zu erfassen.
-
14 zeigt eine Wellenform der von der Spule 3c induzierten Rückwärtsspannung „Ve”. Zum Zeitpunkt „t4” erscheint ein Wendepunkt „DP3” auf einer Wellenform der Rückwärtsspannung „Ve”. Auch wenn die Vorspannung nicht angelegt wird, wird ein Wendepunkt „DP4” zum Zeitpunkt „t8” beobachtet. Es kann erfasst werden, dass das Einspritzventil 3 vollständig geschlossen ist.
-
(Weitere Ausführungsform)
-
Vorstehend sind die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt.
-
Die Steuereinheiten können beispielsweise durch Software, Hardware oder eine Kombination hiervon konfiguriert sein. Die Steuereinheit kann ferner durch eine analoge Schaltung konfiguriert sein.
-
Wenn das Einspritzventil 3 vollständig geschlossen ist, kann die an die Anschlüsse 5a, 5b gelegte Spannung zur Stoppspannung gewechselt werden. Alternativ kann die Spule 3c kurzgeschlossen oder auf Masse gelegt werden.
-
Ferner kann die Rückwärtsspannung unmittelbar nach der Energieversorgungsdauer „TS” angelegt werden. Die Rückwärtsspannung fördert die Minderung der in der Spule 3c verbleibenden magnetischen Energie.
-
Darüber hinaus können die Spannungswerte der Hochspannungsversorgung 6a und der Niederspannungsversorgung 6b geändert werden. Die von der Hochspannungsversorgung 6a angelegte Ventilöffnungsspannung kann beispielsweise +12 V betragen. Die Vorspannung kann auf +5 V gesetzt werden.
-
Vorstehend ist eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit beschrieben.
-
Eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 5 legt eine Ventilöffnungsspannung VF1 von beispielsweise +40 V an ein Einspritzventil 3. Um eine geringe Einspritzmenge zu erzielen, beendet die Steuereinheit 5 ein Anlegen der Ventilöffnungsspannung, bevor das Einspritzventil 3 vollständig geöffnet ist. Ein Vorspannungssteuerabschnitt 7f legt eine Vorspannung VF2 anstelle der Ventilöffnungsspannung an das Einspritzventil 3. Ein Ventilschließerfassungsabschnitt 7c erfasst einen Ventilschließzeitpunkt, indem er einen Wendepunkt auf einer Wellenform eines durch die Spule 3c fließenden elektrischen Stromes erfasst. Ein Korrekturbetragberechnungsabschnitt 7d berechnet einen Korrekturbetrag auf der Grundlage des erfassten Ventilschließzeitpunkts. Ein Korrekturabschnitt 7e korrigiert eine Energieversorgungsdauer auf der Grundlage des Korrekturbetrags.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2010-532448 A [0002, 0002]
- JP 2010-73705 A [0002]
