DE102013222326A1

DE102013222326A1 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung und Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102013222326A1
Application number: DE102013222326.9A
Authority: DE
Inventors: Keita Imai; Eiji Ito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2014-05-08
Also published as: US10087870B2; US20140123960A1; JP2014092089A; CN103807041B; US20180363584A1; CN103807041A; JP5772788B2; US10634084B2

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung wird bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) angewendet, die Kraftstoff, der in einer Brennkraftmaschine zu verbrennen ist, durch einen Ventilöffnungsbetrieb eines Ventilkörpers (12) entsprechend einer elektromagnetischen Anziehungskraft, die durch eine Energieversorgung einer Spule (14) erzeugt wird, einspritzt. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung steuert einen Einspritzzustand der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, indem ein Spulenstrom, der durch die Spule fließt, gesteuert wird. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst einen Vergrößerungssteuerungsabschnitt (S11, S14), der den Spulenstrom auf einen ersten Sollwert (Ihold1) vergrößert, einen Haltesteuerungsabschnitt (S11, S14, S15, S17), der den Spulenstrom, der durch den Vergrößerungssteuerungsabschnitt vergrößert wird, auf dem ersten Sollwert hält, und einen Änderungsabschnitt (S43, S44), der den ersten Sollwert entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung und ein Kraftstoffeinspritzsystem. In der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung oder dem Kraftstoffeinspritzsystem wird ein Einspritzzustand eines Kraftstoffs, wie beispielsweise ein Einspritzstartzeitpunkt oder eine Einspritzmenge, gesteuert, indem eine Speisung bzw. Energieversorgung einer Spule einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gesteuert wird.
HINTERGRUND
Die JP-2012-177303A ( US2012/0216783A1 ) beschreibt, dass eine Steuerungsvorrichtung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung betrifft, die Kraftstoff durch ein Anheben (Ventilöffnungsbetrieb) eines Ventilkörpers entsprechend einer elektromagnetischen Kraft (Ansaugkraft bzw. Anziehungskraft) einspritzt, die durch eine Speisung bzw. Energieversorgung einer Spule erzeugt wird. Ein Öffnungszeitpunkt des Ventilkörpers und eine Öffnungszeitdauer werden gesteuert, indem ein Energieversorgungsstartzeitpunkt der Spule und eine Energieversorgungszeitdauer der Spule gesteuert werden, wobei dann ein Einspritzstartzeitpunkt und eine Einspritzmenge gesteuert werden.
Wie es in 6 gezeigt ist, wird ein Spannungsanlegen der Spule von einem Zeitpunkt, bei dem die Energieversorgung der Spule gestartet wird, zu einem Zeitpunkt, bei dem ein Spulenstrom einen Sollspitzenwert Ipeak erreicht, fortgesetzt. Der Sollspitzenwert stellt einen erforderlichen Wert zum Öffnen des Ventilkörpers dar.
Wenn der Ventilkörper geöffnet wird, ist ein Strom zum Halten dieses Öffnungszustands kleiner als der Sollspitzenwert. Spezifisch wird, wenn die Anziehungskraft vergrößert wird, die Anziehungskraft durch eine Induktanz aufgrund einer großen Variation in einem magnetischen Feld beeinflusst. Wenn die Anziehungskraft auf einem spezifizierten Wert gehalten wird, wird die Anziehungskraft nicht durch eine Induktanz beeinflusst.
Somit legt zu einem Zeitpunkt, bei dem der Spulenstrom den Sollspitzenwert erreicht, eine Einschaltdauersteuerung bzw. Betriebssteuerung eine Spannung an die Spule an, um den Spulenstrom zu verkleinern, sodass der Spulenstrom auf einem Haltewert Ihold gehalten wird, der kleiner als der Sollspitzenwert ist.
Entsprechend der Einschaltdauersteuerung bzw. Betriebssteuerung wird, wie es in 6 gezeigt ist, die Anziehungskraft synchron mit einer Vergrößerung in einem Spulenstrom vergrößert. Somit wird der Ventilkörper geöffnet. Nachdem der Spulenstrom den Sollspitzenwert erreicht hat, wird die Anziehungskraft synchron mit einer Verkleinerung in dem Spulenstrom verkleinert. In diesem Fall wird der Spulenstrom auf den Haltewert Ihold verkleinert.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Es ist zu bevorzugen, dass eine Vergrößerungsrate bzw. Vergrößerungsgeschwindigkeit der Anziehungskraft entsprechend einem Betriebszustand einer Brennkraftmaschine variiert wird. Beispielsweise kann, wenn es notwendig ist, dass eine Verzögerungszeitdauer von einem Zeitpunkt, bei dem die Energieversorgung gestartet wird, zu einem Zeitpunkt, bei dem begonnen wird, den Ventilkörper zu öffnen, verkürzt wird, die Vergrößerungsrate der Anziehungskraft erhöht werden. Alternativ hierzu kann, wenn eine Vergrößerungsrate bzw. Vergrößerungsgeschwindigkeit eines beweglichen Kerns, der sich zusammen mit dem Ventilkörper bewegt, verkleinert wird, um ein Zusammenstoßgeräusch zu verringern, das verursacht wird, wenn der bewegliche Kern mit einem fixierten Kern zusammenstößt, die Vergrößerungsrate der Anziehungskraft verringert werden.
Da jedoch die Vergrößerungsrate der Anziehungskraft nur durch eine an die Spule angelegte Spannung oder einen Widerstand der Spule verändert werden kann, ist es schwierig, die Spannung oder den Widerstand entsprechend dem Betriebszustand zu variieren.
Die vorliegende Offenbarung ist in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Umstände gemacht worden, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung und ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen. In der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung und dem Kraftstoffeinspritzsystem kann eine Vergrößerungsrate einer elektromagnetischen Kraft auf einfache Weise verändert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung wird eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet, die einen Kraftstoff, der in einer Brennkraftmaschine zu verbrennen ist, durch einen Ventilöffnungsbetrieb eines Ventilkörpers entsprechend einer elektromagnetischen Anziehungskraft, die durch eine Energieversorgung einer Spule erzeugt wird, einspritzt. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung steuert einen Einspritzzustand der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, indem ein Spulenstrom gesteuert wird, der durch die Spule fließt.
Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst einen Vergrößerungssteuerungsabschnitt, der einen Spulenstrom auf einen ersten Sollwert vergrößert, einen Haltesteuerungsabschnitt, der den Spulenstrom, der durch den Vergrößerungssteuerungsabschnitt auf den ersten Sollwert vergrößert ist, hält, und einen Änderungsabschnitt, der den ersten Sollwert entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser ersichtlich. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild, das eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
2 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Amperewindungszahl und einer elektromagnetischen Kraft zeigt,
3 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Zeit, der elektromagnetischen Kraft und der Amperewindungszahl zeigt,
4A einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Spannung, die an eine Spule angelegt ist, und der Zeit zeigt, 4B einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Spulenstrom und der Zeit zeigt, 4C einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und der Zeit zeigt, und 4D einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Hubgröße und der Zeit zeigt,
5 ein Flussdiagramm, das eine Einspritzsteuerung zeigt, die durch einen Mikrocomputer der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung ausgeführt wird,
6A einen Graphen, der eine Variation in einer Spannung zeigt, wenn ein Sollspitzenwert Ipeak entsprechend einer Umwandlungssteuerung variiert wird, 6B einen Graphen, der eine Variation in einem Strom zeigt, bei der ein Sollspitzenwert Ipeak entsprechend einer Umwandlungssteuerung variiert wird, 6C einen Graphen, der eine Variation in einer Anziehungskraft zeigt, bei der ein Sollspitzenwert Ipeak entsprechend einer Umwandlungssteuerung variiert wird, 6D einen Graphen, der eine Variation in einem Parameter q zeigt, bei der ein Sollspitzenwert Ipeak entsprechend einer Umwandlungssteuerung variiert wird, 6E einen Graphen, der eine Variation in einer Spannung zeigt, bei der ein erster Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel variiert wird, 6F einen Graphen, der eine Variation in einem Strom zeigt, bei der der erste Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel variiert wird, 6G einen Graphen, der eine Variation in einer Anziehungskraft zeigt, bei der der erste Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel variiert wird, und 6H einen Graphen, der eine Variation in einem Parameter q zeigt, bei der der erste Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel variiert wird,
7 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer maximalen Anziehungskraft und dem ersten Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
8 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Kontaktgeschwindigkeit eines beweglichen Kerns in Bezug auf einen fixierten Kern und dem ersten Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
9 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Verbrauchsenergie für eine Speisung bzw. Energieversorgung der Spule und dem ersten Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
10 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Variation in einer Temperaturcharakteristik und dem ersten Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
11 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Einspritzverzögerungszeit und dem ersten Sollwert Ihold1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt, und
12 ein Flussdiagramm, das eine Steuerung zur Änderung des ersten Sollwerts Ihold1 zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In den Ausführungsbeispielen kann einem Teil, der einer Sache entspricht, die in einem vorangegangenen Ausführungsbeispiel beschrieben ist, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen werden, wobei eine redundante Erklärung für den Teil weggelassen werden kann. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein anderes vorangegangenes Ausführungsbeispiel bei den anderen Teilen der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, auch wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, auch wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass kein Schaden bei der Kombination entsteht.
Nachstehend wird die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 bei einer Brennkraftmaschine eines Zündungstyps angebracht, wobei sie Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer 2 der Brennkraftmaschine einspritzt. Beispielsweise kann die Brennkraftmaschine eine Benzinkraftmaschine sein. Spezifisch ist ein Anbringungsloch 4 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, die darin einzufügen ist, axial in einem Zylinderkopf 3 entlang einer Mittellinie LC eines Zylinders bereitgestellt.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 umfasst in sich einen Kraftstoffkanal und einen Körper 11, der eine Einspritzöffnung 11a zur Einspritzung von Kraftstoff aufweist. Ein Ventilkörper 12, ein (nicht gezeigter) beweglicher Kern und ein fixierter Kern 13 sind in dem Körper 11 untergebracht. Der Ventilkörper 12 weist eine Dichtungsoberfläche 12a zur Abdichtung oder zum Verlassen einer Sitzoberfläche 11b des Körpers 11 auf. Wenn der Ventilkörper 12 geschlossen ist, sodass die Dichtungsoberfläche 12a auf der Sitzoberfläche 11b sitzt, ist eine Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzöffnung 11a gestoppt. Wenn der Ventilkörper 12 geöffnet (angehoben) ist, sodass die Dichtungsoberfläche 12a die Sitzoberfläche 11b verlassen hat, wird Kraftstoff aus der Einspritzöffnung 11a eingespritzt.
Der fixierte Kern 13 wird gebildet, indem eine erste Spule 14 um einen Spulenkörper herum gewickelt wird, wobei er durch ein Gehäuse 15 abgedeckt wird. Das Gehäuse 15, der fixierte Kern 13 und der Körper 11, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind, bilden einen magnetischen Durchgang für einen magnetischen Fluss, der durch eine Speisung bzw. Energieversorgung der ersten Spule 14 erzeugt wird. Wenn die erste Spule 14 mit Energie versorgt bzw. gespeist wird, wird eine magnetische Kraft (Ansaugkraft bzw. Anziehungskraft) erzeugt. Somit wird der bewegliche Kern zu dem fixierten Kern 13 durch die magnetische Kraft vorgespannt, um angehoben zu werden. Der Ventilkörper 12, der mit dem beweglichen Kern verbunden ist, wird entlang dem beweglichen Kern angehoben. Wenn die erste Spule 14 nicht mit Energie versorgt bzw. abgeschaltet wird, wird der Ventilkörper 12 zusammen mit dem beweglichen Kern durch eine elastische Kraft einer (nicht gezeigten) Feder geschlossen.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Gesamtheit oder ein Teil des Gehäuses 15, das die erste Spule 14 unterbringt, über den gesamten Umfang durch eine erste Innenumfangsoberfläche 4a des Anbringungslochs 4 umgeben. Eine zweite Innenumfangsoberfläche 4b des Anbringungslochs 4 kontaktiert eine Außenumfangsoberfläche eines Magnetschaltungsabschnitts. Der Magnetschaltungsabschnitt ist bei einer Position des Körpers 11 platziert, die näher an der Einspritzöffnung 11a ist als das Gehäuse 15. Ein Freiraum ist zwischen einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 15 und der ersten Innenumfangsoberfläche 4a ausgebildet. Das heißt, die Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 15 und die erste Innenumfangsoberfläche 4a liegen einander mit einem Freiraum dazwischen gegenüber.
Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 20 umfasst einen Mikrocomputer 21, eine integrierte Schaltung (IC) 22, eine Erhöhungsschaltung bzw. Boost-Schaltung 23 und Schaltelemente SW2, SW3 und SW4. Der Mikrocomputer 21 besteht aus einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem nichtflüchtigen Speicher (ROM) und einem flüchtigen Speicher (RAM). Der Mikrocomputer 21 berechnet eine Solleinspritzmenge und einen Solleinspritzstartzeitpunkt auf der Grundlage einer Last der Brennkraftmaschine und einer Kraftmaschinendrehzahl. Ein Druck (Kraftstoffdruck) Pc eines Kraftstoffs, der der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zugeführt wird, wird durch einen Kraftstoffdrucksensor 30 erfasst. Der Mikrocomputer 21 kann die Solleinspritzmenge und den Solleinspritzstartzeitpunkt entsprechend dem Kraftstoffdruck Pc korrigieren.
Die Einspritzmenge Qi wird gesteuert, indem eine Energieversorgungszeitdauer Ti der ersten Spule 14 entsprechend einer Einspritzcharakteristik gesteuert wird, die in 6H gezeigt ist. Ein erster Zeitpunkt t10 stellt den Energieversorgungsstartzeitpunkt dar. Ein zweiter Zeitpunkt t10b stellt einen Zeitpunkt eines maximalen Öffnungsgrads dar, bei dem ein Öffnungsgrad der Einspritzöffnung 11a ein zugehöriges Maximum wird. In diesem Fall kontaktiert der bewegliche Kern den fixierten Kern 13, wobei eine Hubgröße des Ventilkörpers 12 ein zugehöriges Maximum wird. Ein Einspritzbereich, bei dem der Ventilkörper 12 vor dem Zeitpunkt des maximalen Öffnungsgrads t10b geschlossen ist, wird als ein Mikroeinspritzbereich bezeichnet.
Die IC 22 umfasst eine Einspritzansteuerungsschaltung 22a und eine Ladungsschaltung 22b. Die Einspritzansteuerungsschaltung 22a steuert die Schaltelemente SW2, SW3 und SW4. Die Ladungsschaltung 22b steuert die Erhöhungsschaltung 23. Die Einspritzansteuerungsschaltung 22a und die Ladungsschaltung 22b werden entsprechend einem Einspritzbefehlssignal betrieben, das von dem Mikrocomputer 21 ausgegeben wird. Das Einspritzbefehlssignal, das ein Signal zur Steuerung eines Energieversorgungszustands der ersten Spule 14 ist, wird durch den Mikrocomputer 21 auf der Grundlage der Solleinspritzmenge, des Solleinspritzstartzeitpunkts und eines Spulenschaltungswerts I eingestellt. Das Einspritzbefehlssignal umfasst ein Einspritzsignal, ein Erhöhungssignal und ein Batteriesignal.
Die Erhöhungsschaltung 23 umfasst eine zweite Spule 23a, einen Kondensator 23b, eine erste Diode 23c und ein erstes Schaltelement SW1. Wenn die Ladungsschaltung 22b das erste Schaltelement SW1 steuert, um wiederholt eingeschaltet oder ausgeschaltet zu werden, wird die Batteriespannung, die von einem Batterieanschluss Batt angelegt wird, durch die zweite Spule 23a erhöht (geboostet) und in dem Kondensator 23b akkumuliert bzw. aufgespeichert. In diesem Fall entspricht die Batteriespannung, nachdem sie erhöht und aufgespeichert worden ist, einer Erhöhungsspannung bzw. Boost-Spannung.
Wenn die Einspritzansteuerungsschaltung 22a sowohl ein zweites Schaltelement SW2 als auch ein viertes Schaltelement SW4 einschaltet, wird die Erhöhungsspannung an die erste Spule 14 angelegt. Wenn die Einspritzansteuerungsschaltung 22a sowohl ein drittes Schaltelement SW3 als auch das vierte Schaltelement SW4 einschaltet, wird die Batteriespannung an die erste Spule 14 angelegt. Wenn die Einspritzansteuerungsschaltung 22a die Schaltelemente SW2, SW3 und SW4 ausschaltet, wird keine Spannung an die erste Spule 14 angelegt. Wenn das zweite Schaltelement SW2 eingeschaltet wird, dient eine zweite Diode 24, die in 1 gezeigt ist, zur Verhinderung, dass die Erhöhungsspannung an das dritte Schaltelement SW3 angelegt wird.
Ein Nebenschlusswiderstand bzw. Shunt-Widerstand 25 ist bereitgestellt, um einen Strom, der durch das vierte Schaltelement SW4 fließt, zu erfassen, d.h., der Nebenschlusswiderstand 25 ist bereitgestellt, um einen Strom (Spulenstrom) zu erfassen, der durch die erste Spule 14 fließt. Der Mikrocomputer 21 berechnet den Spulenstromwert I auf der Grundlage einer Spannungsverkleinerungsgröße entsprechend dem Nebenschlusswiderstand 25.
Nachstehend wird die Anziehungskraft F, die den beweglichen Kern anzieht, beschrieben. Wie es in 2 gezeigt ist, wird die Anziehungskraft F entsprechend einer Vergrößerung in einer magnetomotorischen Kraft (Amperewindungszahl AT), die in dem fixierten Kern 13 erzeugt wird, vergrößert. Spezifisch ist unter einer Bedingung, dass eine Anzahl von Windungen der ersten Spule 14 fixiert ist, eine erste Amperewindungszahl AT1 kleiner als eine zweite Amperewindungszahl AT2, wobei eine erste Anziehungskraft F1 kleiner als eine zweite Anziehungskraft F2 ist. Wie es in 3 gezeigt ist, ist eine Vergrößerungszeitdauer erforderlich, damit die Anziehungskraft F in die Sättigung kommt und das Maximum wird, seit die erste Spule 14 mit Energie versorgt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird das Maximum der Anziehungskraft F als eine statische Anziehungskraft Fb bezeichnet.
Zusätzlich wird die Anziehungskraft F zum Öffnen des Ventilkörpers 12 als eine erforderliche Öffnungskraft bezeichnet. Die erforderliche Öffnungskraft wird entsprechend einer Vergrößerung in einem Druck des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zugeführt wird, vergrößert. Ferner kann die erforderliche Öffnungskraft entsprechend verschiedenen Bedingungen vergrößert werden, wie beispielsweise einer Vergrößerung in einer Viskosität des Kraftstoffs. Die erforderliche Öffnungskraft zu einem Zeitpunkt, wenn es erforderlich ist, ein Wert zu sein, der groß genug ist, wird als eine erforderliche Kraft Fa bezeichnet.
4A zeigt einen Graphen, der einen Signalverlauf einer Spannung zeigt, die an die erste Spule 14 in einem Fall angelegt wird, bei dem die Kraftstoffeinspritzung einmal ausgeführt wird. Bei dem ersten Zeitpunkt t10 wird die Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 angelegt, sodass begonnen wird, die erste Spule 14 mit Energie zu versorgen bzw. zu speisen. Wie es in 4B gezeigt ist, wird der Spulenstrom auf einen ersten Sollwert Ihold1 seit dem ersten Zeitpunkt t10 vergrößert. Dann wird zu einem Zeitpunkt t11, bei dem der Spulenstrom auf eine erste obere Grenze IH1 vergrößert ist, die größer als der erste Sollwert Ihold1 ist, die Energieversorgung der ersten Spule 14 abgeschaltet bzw. die erste Spule 14 wird abgeschaltet. Dann beginnt der Spulenstrom abzunehmen.
Wie es in 5 gezeigt ist, wird in S11 und S14 der Spulenstrom gesteuert, um auf den ersten Sollwert Ihold1 zuzunehmen, indem die Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 zum ersten Mal angelegt wird. Die Verarbeitung in S11 und S14 kann einem Vergrößerungssteuerungsabschnitt entsprechen, der eine Vergrößerungssteuerung ausführt, um den Spulenstrom zu steuern. Eine erste Energieversorgungszeitdauer der Vergrößerungssteuerung wird als eine erste Stromvergrößerungszeitdauer bezeichnet, die eine Zeitdauer von dem ersten Zeitpunkt t10 zu einem Zeitpunkt t11 ist, der in 4A gezeigt ist. Der erste Sollwert Ihold1 wird auf einen Wert eingestellt, sodass die statische Anziehungskraft Fb größer oder gleich der erforderlichen Kraft Fa ist, wie es in 4C gezeigt ist.
Wie es in den 4A und 4B gezeigt ist, wird zu einem Zeitpunkt t12, bei dem der Spulenstrom auf eine erste untere Grenze IL1 verkleinert ist, die kleiner als der erste Sollwert Ihold1 ist, die erste Spule 14 wieder durch die Erhöhungsspannung Uboost mit Energie versorgt. Dann beginnt der Spulenstrom wieder zuzunehmen. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird der Spulenstrom von dem ersten Zeitpunkt t10 an abwechselnd gespeist oder die Energieversorgung wird abgeschaltet.
Wie es in 5 gezeigt ist, wird in S11, S14, S15 und S17 der Spulenstrom durch die Erhöhungsspannung Uboost so gesteuert, dass ein Durchschnittswert des Spulenstroms bei dem ersten Sollwert Ihold1 gehalten wird. Die Verarbeitung in S11, S14, S15 und S17 kann einem Haltesteuerungsabschnitt entsprechen, der eine erste Einschaltdauersteuerung bzw. Betriebssteuerung (Haltesteuerung) ausführt, in der ein Einschalten/Ausschalten der Energieversorgung der Erhöhungsspannung Uboost seit dem Zeitpunkt t12 wiederholt wird, um den Spulenstrom zu halten. Wie es in 4A gezeigt ist, wird die Haltesteuerung zu einem Zeitpunkt t13 gestoppt, bei dem eine erste vergangene Zeitdauer Tboost eine erste vorbestimmte Zeitdauer t1 seit dem ersten Zeitpunkt t10 erreicht. Dann kann eine Verkleinerung des Spulenstroms gestartet werden. Eine Zeitdauer des Einschaltens/Ausschaltens der Energieversorgung der Haltesteuerung wird als eine Stromhaltezeitdauer bezeichnet, die eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt t11 zu dem Zeitpunkt t13 ist, die in 4A gezeigt sind.
Wie es in den 4A und 4B gezeigt ist, wird zu einem Zeitpunkt t14, bei dem der Spulenstrom auf eine zweite untere Grenze IL2 verkleinert ist, die kleiner als ein zweiter Sollwert Ihold2 ist, die erste Spule 14 gespeist bzw. mit Energie versorgt, indem die Batteriespannung Ubatt angelegt wird. Dann wird begonnen, dass der Spulenstrom vergrößert wird. Zu einem Zeitpunkt, bei dem der Spulenstrom auf eine zweite obere Grenze IH2 vergrößert ist, die größer als der zweite Sollwert Ihold2 ist, wird die Energieversorgung der ersten Spule 14 abgeschaltet. Dann wird begonnen, dass der Spulenstrom verkleinert wird. Der Spulenstrom wird von dem Zeitpunkt t14 wiederholt mit Energie versorgt oder die Energieversorgung wird abgeschaltet.
Wie es in 5 gezeigt ist, wird in S22, S25, S26 und S28 der Spulenstrom durch die Batteriespannung Ubatt so gesteuert, dass der Durchschnittswert des Spulenstroms bei dem zweiten Sollwert Ihold2 gehalten wird. Die Verarbeitung in S22, S25, S26 und S28 kann einem Batteriehaltesteuerungsabschnitt entsprechen, der eine zweite Einschaltdauersteuerung bzw. Betriebssteuerung (Batteriehaltesteuerung) ausführt, in der ein Einschalten/Ausschalten der Energieversorgung der Batteriespannung seit dem Zeitpunkt t14 wiederholt wird, um den Spulenstrom zu halten. Wie es in 4A gezeigt ist, wird die Batteriehaltesteuerung zu einem Zeitpunkt t20 gestoppt, bei dem eine zweite abgelaufene Zeitdauer Tpickup eine zweite vorbestimmte Zeitdauer T2 seit dem ersten Zeitpunkt t10 erreicht. Dann kann eine Verkleinerung des Spulenstroms gestartet werden. Eine Zeitdauer eines Einschaltens/Ausschaltens der Energieversorgung der Batteriehaltesteuerung wird als eine Batteriehaltezeitdauer bezeichnet, die eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt t14 zu einem Zeitpunkt t20 ist, die in 4A gezeigt sind. Der zweite Sollwert Ihold2 wird auf einen Wert eingestellt, bei dem die elektromagnetische Kraft, die durch die Vergrößerungssteuerung und die Haltesteuerung vergrößert wird, gehalten werden kann.
Wie es in 4B gezeigt ist, wird der zweite Sollwert Ihold2 auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der erste Sollwert Ihold1 ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Sollwert Ihold2 auf einen Wert eingestellt werden, der gleich dem ersten Sollwert Ihold1 ist.
Die erste obere Grenze IH1, die erste untere Grenze IL1, die zweite obere Grenze IH2 und die zweite untere Grenze IL2 werden so eingestellt, dass eine variable Frequenz des Spulenstroms in der Stromhaltezeitdauer größer als die in der Batteriehaltezeitdauer ist.
Wie es in 4B gezeigt ist, ist eine zunehmende Steigung des Spulenstroms in einem Fall, wenn die Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 angelegt wird, größer als die, wenn die Batteriespannung Ubatt an die erste Spule 14 angelegt wird. Wie es in 4B gezeigt ist, werden die erste obere Grenze IH1, die erste untere Grenze IL1, die zweite obere Grenze IH2 und die zweite untere Grenze IL2 so eingestellt, dass eine erste Differenz ΔI1 zwischen der ersten oberen Grenze IH1 und der ersten unteren Grenze IL1 gleich einer zweiten Differenz ΔI2 zwischen der zweiten oberen Grenze IH2 und der zweiten unteren Grenze IL2 ist. Somit ist die variable Frequenz in der Stromhaltezeitdauer größer als die in der Batteriehaltezeitdauer. Beispielsweise wird, wenn der zweite Sollwert Ihold2 auf einen Wert eingestellt wird, der gleich dem ersten Sollwert Ihold1 ist, die erste obere Grenze IH1 eingestellt, um gleich der zweiten oberen Grenze IH2 zu sein, wobei die erste untere Grenze IL1 eingestellt wird, um gleich der zweiten unteren Grenze IL2 zu sein, sodass die erste Differenz ΔI1 gleich der zweiten Differenz ΔI2 ist.
Wie es in den 4A und 4B gezeigt ist, wird zu einem Zeitpunkt t30, bei dem der Spulenstrom auf eine dritte untere Grenze IL3 verkleinert ist, die kleiner als ein dritter Sollwert Ihold3 ist, die erste Spule 14 mit Energie versorgt bzw. gespeist, indem die Batteriespannung Ubatt angelegt wird. Dann wird begonnen, dass der Spulenstrom vergrößert wird. Zu einem Zeitpunkt, bei dem der Spulenstrom auf eine dritte obere Grenze IH3 vergrößert ist, die größer als der dritte Sollwert Ihold3 ist, wird die Energieversorgung der ersten Spule 14 abgeschaltet. Dann wird begonnen, dass der Spulenstrom verkleiner wird. Der Spulenstrom wird von dem Zeitpunkt t30 abwechselnd mit Energie versorgt oder die Energieversorgung wird abgeschaltet.
In einer dritten Einschaltdauersteuerung bzw. Betriebssteuerung (Hubhaltessteuerung) wird das Einschalten/Ausschalten der Energieversorgung der Batteriespannung Ubatt seit dem Zeitpunkt t30 wiederholt, um den Spulenstrom zu halten. Die Hubhaltesteuerung wird durch das Einspritzbefehlssignal bei einem Zeitpunkt eines Abschlusses der Energieversorgung t40 gestoppt.
Das Einspritzsignal des Einspritzbefehlssignals ist ein Impulssignal, das die Energieversorgungszeitdauer Ti diktiert. Ein Impulseinschaltzeitpunkt des Einspritzsignals wird auf den ersten Zeitpunkt t10 um eine Einspritzverzögerungszeit früher als der Sollenergieversorgungsstartzeitpunkt ta eingestellt. Ein Impulsausschaltzeitpunkt des Einspritzsignals wird auf den Energieversorgungsabschlusszeitpunkt t40 eingestellt, nachdem die Energieversorgungszeitdauer Ti seit dem ersten Zeitpunkt t10 abgelaufen ist. Das vierte Schaltelement SW4 wird durch das Einspritzsignal gesteuert.
Das Erhöhungssignal des Einspritzbefehlssignals ist ein Impulssignal, das einen Energieversorgungszustand der Erhöhungsspannung Uboost diktiert. Das Erhöhungssignal weist einen Impulseinschaltzeitpunkt auf, der der gleiche ist wie der Impulseinschaltzeitpunkt des Einspritzsignals. Das Erhöhungssignal wird wiederholt eingeschaltet oder ausgeschaltet, sodass der Spulenstromwert I bei dem ersten Sollwert Ihold1 gehalten wird, während die erste vergangene Zeitdauer Tboost die erste vorbestimmte Zeitdauer T1 seit dem ersten Zeitpunkt t10 erreicht. Das zweite Schaltelement SW2 wird durch das Erhöhungssignal gesteuert.
Das Batteriesignal des Einspritzbefehlssignals ist ein Impulssignal, das einen Impulseinschaltzeitpunkt aufweist, bei dem die erste vergangene Zeitdauer Tboost die erste vorbestimmte Zeitdauer T1 seit dem ersten Zeitpunkt t10 erreicht. Dann wird das Batteriesignal wiederholt eingeschaltet oder ausgeschaltet, sodass der Spulenstromwert I geregelt wird und auf dem zweiten Sollwert Ihold2 gehalten wird, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem die zweite abgelaufene Zeitdauer Tpickup die zweite vorbestimmte Zeitdauer T2 seit dem ersten Zeitpunkt t10 erreicht. Dann wird das Batteriesignal wiederholt eingeschaltet oder ausgeschaltet, sodass der Spulenstromwert I geregelt wird und bei dem dritten Sollwert Ihold3 gehalten wird, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem das Einspritzsignal ausgeschaltet wird. Das dritte Schaltelement SW3 wird durch das Batteriesignal gesteuert.
Der Mikrocomputer 21 gibt das Erhöhungssignal und das Batteriesignal entsprechend dem in 5 gezeigten Flussdiagramm aus. In 5 gezeigte Verarbeitungen werden bei einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Impulseinschaltzeitpunkt des Einspritzsignals wiederholt ausgeführt. Wie es in 5 gezeigt ist, werden die Vergrößerungssteuerung und die Haltesteuerung entsprechend den Verarbeitungen in S10 ausgeführt, die Batteriehaltesteuerung wird entsprechend den Verarbeitungen in S20 ausgeführt, und die Hubhaltesteuerung wird entsprechend den Verarbeitungen in S30 ausgeführt.
In S11 wird das Erhöhungssignal derart eingeschaltet, dass begonnen wird, dass die Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 angelegt wird. Dann wird das Erhöhungssignal kontinuierlich eingeschaltet, um die Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 anzulegen, bis der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I die erste obere Grenze IH1 erreicht (S14: Nein). Die erste obere Grenze IH1 wird auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Größe größer als der erste Sollwert Ihold1 ist. Folglich wird der Spulenstrom auf den ersten Sollwert Ihold1 in der Vergrößerungssteuerung entsprechend der Erhöhungsspannung vergrößert, die an die erste Spule 14 zum ersten Mal angelegt wird.
Wenn die erste abgelaufene Zeitdauer Tboost die erste vorbestimmte Zeitdauer T1 seit dem ersten Zeitpunkt t10 aufgrund einer Anomalie erreicht (S12: Nein), bevor der Spulenstromwert I gleich der ersten oberen Grenze IH1 wird, schreitet der Mikrocomputer 21 zu S13 voran. In S13 schaltet der Mikrocomputer 21 das Erhöhungssignal aus, sodass ein Anlegen der Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 gestoppt wird. Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I größer oder gleich der ersten oberen Grenze IH1 ist (S14: Nein), schreitet der Mikrocomputer 21 zu S15 voran. In S15 wird ein Anlegen der Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 gestoppt. Dann ist die Vergrößerungssteuerung abgeschlossen.
Wenn die erste abgelaufene Zeitdauer Tboost kleiner als die erste vorbestimmte Zeitdauer T1 ist (S16: Ja), wird das Erhöhungssignal kontinuierlich ausgeschaltet, sodass ein Anlegen der Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 gestoppt wird, bis der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I auf die erste untere Grenze IL1 verkleinert ist (S17: Nein). Die erste untere Grenze IL1 wird auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Größe kleiner als der erste Sollwert Ihold1 ist.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I kleiner oder gleich der ersten unteren Grenze IL1 ist (S17: Nein), springt der Mikrocomputer 21 zu S11 zurück. In S11 wird das Erhöhungssignal wieder eingeschaltet, sodass die Erhöhungsspannung Uboost erneut an die erste Spule 14 angelegt wird. Somit wird das Erhöhungssignal durch die erste obere Grenze IH1 und die erste untere Grenze IL1 als Schwellenwerte gesteuert, um eingeschaltet oder ausgeschaltet zu werden, bis der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die erste abgelaufene Zeitdauer Tboost größer oder gleich der ersten vorbestimmten Zeitdauer T1 ist, nachdem die Vergrößerungssteuerung abgeschlossen ist (S12: Nein, S16: Nein). Wie es vorstehend beschrieben ist, wird in der Haltesteuerung ein Durchschnittswert des Spulenstroms bei dem ersten Sollwert Ihold1 gehalten.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die erste abgelaufene Zeitdauer Tboost größer oder gleich der ersten vorbestimmten Zeitdauer T1 ist (S12: Nein, S16: Nein), wird ein Anlegen der Erhöhungsspannung Uboost an die erste Spule 14 kontinuierlich gestoppt, bis der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I auf die zweite untere Grenze IL2 verkleinert ist (S21: Nein). Die zweite untere Grenze IL2 wird auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Größe kleiner als der zweite Sollwert Ihold2 ist. Wie es in 4 gezeigt ist, wird der zweite Sollwert Ihold2 auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der erste Sollwert Ihold1 ist. Entsprechend der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Sollwert Ihold2 auf einen Wert eingestellt werden, der gleich dem ersten Sollwert Ihold1 ist.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I kleiner oder gleich der zweiten unteren Grenze IL2 ist (S21: Nein), schreitet der Mikrocomputer 21 zu S22 voran. In S22 wird das Batteriesignal derart eingeschaltet, dass ein Anlegen der Batteriespannung Ubatt an die erste Spule 14 gestartet wird. Dann wird das Batteriesignal kontinuierlich eingeschaltet, um die Batteriespannung Ubatt an die erste Spule 14 anzulegen, bis der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I die zweite obere Grenze IH2 erreicht (S25: Nein). Die zweite obere Grenze IH2 wird auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Größe größer als der zweite Sollwert Ihold2 ist.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I größer oder gleich der zweiten oberen Grenze IH2 ist (S25: Nein), schreitet der Mikrocomputer 21 zu S26 voran. In S26 wird ein Anlegen der Batteriespannung Ubatt an die erste Spule 14 gestoppt. Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass der Spulenstromwert I kleiner oder gleich der zweiten unteren Grenze IL2 ist (S28: Nein), springt der Mikrocomputer 21 zu S22 zurück. In S22 wird das Batteriesignal wieder eingeschaltet, sodass ein Anlegen der Batteriespannung Ubatt an die erste Spule 14 erneut gestartet wird. Somit wird das Batteriesignal durch die zweite obere Grenze IH2 und die zweite untere Grenze IL2 als Schwellenwerte gesteuert, um eingeschaltet oder ausgeschaltet zu werden, bis der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die zweite abgelaufene Zeitdauer Tpickup gleich der zweiten vorbestimmten Zeitdauer T2 wird, nachdem die Haltesteuerung abgeschlossen ist (S23: Nein, S27: Nein). Wie es vorstehend beschrieben ist, wird in der Batteriehaltesteuerung ein Durchschnittswert des Spulenstroms auf dem zweiten Sollwert Ihold2 gehalten.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die zweite abgelaufene Zeitdauer Tpickup größer oder gleich der zweiten vorbestimmten Zeitdauer T2 ist (S23: Nein, S27: Nein), beendet der Mikrocomputer 21 die Batteriehaltesteuerung, er schaltet das Batteriesignal in S24 oder S26 aus und schreitet dann zu S30 voran. In S30 schaltet der Mikrocomputer 21 das Batteriesignal ein oder aus, sodass der Spulenstromwert I innerhalb von Schwellenwerten von der dritten unteren Grenze IL3 zu der dritten oberen Grenze IH3 variiert. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird in der Hubhaltesteuerung ein Durchschnittswert des Spulenstroms bei dem dritten Sollwert Ihold3 gehalten.
Zusätzlich wird die dritte obere Grenze IH3 auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Größe größer als der dritte Sollwert Ihold3 ist, und die dritte untere Grenze IL3 wird auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Größe kleiner als der dritte Sollwert Ihold3 ist. Der dritte Sollwert Ihold3 wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der zweite Sollwert Ihold2 ist.
Nachstehend wird ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 entsprechend den vorstehend genannten verschiedenen Steuerungen unter Bezugnahme auf die 4C und 4D beschrieben. 4C ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Anziehungskraft F und der Zeit zeigt, und 4D ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Hubgröße und der Zeit zeigt.
Wie es in 4C gezeigt ist, wird, wenn die Vergrößerungssteuerung gestartet wird, begonnen, dass die Anziehungskraft F vergrößert wird. Die Anziehungskraft F wird kontinuierlich vergrößert, auch nachdem die Vergrößerungssteuerung abgeschlossen ist. Während der Stromhaltezeitdauer, in der die Haltesteuerung ausgeführt wird, erreicht die Anziehungskraft F die erforderliche Kraft Fa. Wie es in 4D gezeigt ist, wird zu einem Zeitpunkt, bei dem die Anziehungskraft F die erforderliche Kraft Fa wird, die Dichtungsoberfläche 12a von der Sitzoberfläche 11b getrennt, sodass ein Ventilöffnungsbetrieb (Anheben) gestartet wird.
Wenn der Spulenstrom auf dem ersten Sollwert Ihold1 durch die Haltesteuerung gehalten wird, wird die Anziehungskraft F auf die statische Anziehungskraft Fb vergrößert. Das heißt, die erste abgelaufene Zeitdauer Tboost wird auf die erste vorbestimmte Zeitdauer T1 eingestellt, sodass die Anziehungskraft F die statische Anziehungskraft Fb während der Stromhaltezeitdauer werden kann. Da der erste Sollwert Ihold1 auf einen Wert eingestellt wird, sodass die statische Anziehungskraft Fb größer oder gleich der erforderlichen Kraft Fa ist, erreicht die Anziehungskraft F die erforderliche Kraft Fa, bevor die Anziehungskraft F auf die statische Anziehungskraft Fb vergrößert ist.
Der Spulenstrom wird auf dem zweiten Sollwert Ihold2 durch die Batteriehaltesteuerung nach dem Zeitpunkt t14 gehalten, bei dem die Batteriespannung Ubatt an die erste Spule 14 anstelle der Erhöhungsspannung Uboost angelegt wird. Der zweite Sollwert Ihold2 wird auf einen Wert eingestellt, sodass die Anziehungskraft F, die durch die Vergrößerungssteuerung und die Haltesteuerung vergrößert wird, gehalten werden kann. Das heißt, die Anziehungskraft F wird auf der statischen Anziehungskraft Fb während der Batteriehaltezeitdauer gehalten. Die zweite abgelaufene Zeitdauer Tpickup wird auf die zweite vorbestimmte Zeitdauer T2 eingestellt, sodass die Hubgröße ein maximaler Wert Lmax während der Batteriehaltezeitdauer werden kann.
Die Anziehungskraft F wird auf einen vorbestimmten Wert während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t20 zu dem Zeitpunkt t30 verkleinert und dann auf dem vorbestimmten Wert durch die Hubhaltesteuerung gehalten. Eine Hubposition wird auf dem maximalen Wert Lmax während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t20 zu dem Zeitpunkt t40 gehalten. Wie es in 4D gezeigt ist, kann ein maximaler Startzeitpunkt tb weiter vorgerückt sein als der Zeitpunkt t20, wobei der maximale Endzeitpunkt tc der gleiche wie der Zeitpunkt t40 sein kann.
Wenn die Hubhaltesteuerung abgeschlossen ist, wird begonnen, dass die Anziehungskraft F verkleinert wird, wobei begonnen wird, dass der Ventilkörper 12 geschlossen wird, sodass die Hubgröße verkleinert wird. Die Dichtungsoberfläche 12a wird zu einem Zeitpunkt td, bei dem die Hubgröße 0 wird, auf die Sitzoberfläche 11b derart angebracht, dass der Ventilkörper 12 geschlossen ist. Da eine Umkehrspannung an die erste Spule 14 von dem Zeitpunkt t40 zu dem Zeitpunkt t41 angelegt wird, wird der Spulenstrom schnell verkleinert, wobei eine Schließansprechempfindlichkeit des Ventilkörpers 12 verbessert wird.
Entsprechend der vorliegenden Offenbarung kann der erste Sollwert Ihold1 entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine geändert werden.
Nachstehend wird die Bedeutung einer Änderung des ersten Sollwerts Ihold1 beschrieben.
Entsprechend der Vergrößerungssteuerung und der Haltesteuerung wird die Anziehungskraft auf die statische Anziehungskraft Fb während einer Zeitdauer von dem ersten Zeitpunkt t10 zu dem Zeitpunkt t13 vergrößert. Wie bei einer durchgezogenen Linie in 6G gezeigt ist, variieren eine erste Kraftvergrößerungsrate ∆Fs und eine zweite Kraftvergrößerungsrate ΔFr entsprechend dem ersten Sollwert Ihold1 während der Stromhaltezeitdauer.
Spezifisch wird die erste Kraftvergrößerungsrate ∆Fs entsprechend einer Vergrößerung in dem ersten Sollwert Ihold1 vergrößert. Somit wird der Öffnungszeitpunkt tas vorgerückt und die Einspritzverzögerungszeit wird kürzer. Ferner wird eine Kernvergrößerungsrate des beweglichen Kerns vergrößert. Eine erste Steigung ∆qs der Einspritzcharakteristik in dem Mikroeinspritzbereich wird steiler. Das heißt, wenn in dem Mikroeinspritzbereich die Energieversorgungszeitdauer Ti um eine vorbestimmte Zeitdauer ausgedehnt wird, wird die Einspritzmenge Qi größer.
Die zweite Kraftvergrößerungsrate ∆Fr wird entsprechend einer Verkleinerung in dem ersten Sollwert Ihold1 verkleinert. Somit wird der Öffnungszeitpunkt tar verzögert und die Einspritzverzögerungszeit wird länger. Ferner wird die Kernvergrößerungsrate des beweglichen Kerns verkleinert. Eine zweite Steigung ∆qs der Einspritzcharakteristik in dem Mikroeinspritzbereich wird flacher. Des Weiteren wird, wenn die zweite Kraftvergrößerungsrate ∆Fr verkleinert wird, eine Kontaktierungsrate, die eine Rate des beweglichen Kerns für ein Kontaktieren des fixierten Kerns 13 ist, verkleinert und ein Zusammenstoßgeräusch wird verringert.
Eine in 7 gezeigte durchgezogene Linie zeigt eine Beziehung zwischen dem ersten Sollwert Ihold1 und einer maximalen Anziehungskraft gemäß der vorliegenden Offenbarung. In diesem Fall entspricht die maximale Anziehungskraft der statischen Anziehungskraft Fb. Entsprechend der vorliegenden Offenbarung wird, obwohl der erste Sollwert Ihold1 verändert wird, die maximale Anziehungskraft nicht verändert, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, wie es in 3 gezeigt ist. Das heißt, obwohl der erste Sollwert Ihold1 verändert wird, kann die Anziehungskraft die statische Anziehungskraft werden, indem die Stromhaltezeitdauer ausgeweitet wird. Somit kann der erste Sollwert Ihold1 verändert werden, ohne die maximale Anziehungskraft zu verändern.
Eine in 7 gezeigte gepunktete Linie zeigt eine Beziehung zwischen dem Sollspitzenwert Ipeak und der maximalen Anziehungskraft gemäß einer herkömmlichen Technologie, in der der Spulenstrom zu einem Zeitpunkt t20 verkleinert wird, bei dem der Spulenstrom den Sollspitzenwert Ipeak erreicht. Je kleiner der Sollspitzenwert Ipeak wird, desto kleiner wird die maximale Anziehungskraft.
8 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Zusammenstoßgeschwindigkeit (Kontaktgeschwindigkeit) des beweglichen Kerns in Bezug auf den fixierten Kern und den ersten Sollwert Ihold1 zeigt. Je kleiner der erste Sollwert Ihold1 wird, desto schneller wird die Kontaktgeschwindigkeit. Somit gilt, wie es in 6G gezeigt ist, dass je kleiner der erste Sollwert Ihold1 wird, desto kleiner wird die zweite Kraftvergrößerungsrate ∆Fr. Wenn der erste Sollwert Ihold1 verkleinert wird, kann die Kontaktgeschwindigkeit verlangsamt werden, ohne die maximale Anziehungskraft zu verringern, und das Zusammenstoßgeräusch der zwei Kerne kann verringert werden.
9 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Verbrauchsenergie für eine Speisung bzw. Energieversorgung der Spule und dem ersten Sollwert Ihold1 zeigt. Spezifisch ist die Verbrauchsenergie eine Verbrauchsgröße einer elektrischen Leistung, die in einen Kondensator 23b aufgeladen wird. Je kleiner der erste Sollwert Ihold1 wird, desto kleiner wird die Verbrauchsenergie. Somit gilt, dass je kleiner der erste Sollwert Ihold1 wird, desto kleiner wird die zweite Kraftvergrößerungsrate ∆Fr. Wenn der erste Sollwert Ihold1 verkleinert wird, kann die Verbrauchsenergie verringert werden, ohne die maximale Anziehungskraft zu verringern, wobei die Kapazität des Kondensators 23b verringert werden kann.
10 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Variation in einer Temperaturcharakteristik und dem ersten Sollwert Ihold1 zeigt.
Je höher eine Temperatur (Spulentemperatur) der ersten Spule 14 wird, desto größer wird ein Widerstand (Spulenwiderstand) der ersten Spule 14. In diesem Fall wird eine Stromvergrößerungsrate ∆I des Spulenstroms kleiner wie eine in 4B gezeigte gepunktete Linie, wobei hierdurch eine dritte Kraftvergrößerungsrate ∆F der Anziehungskraft kleiner wird wie eine in 4C gezeigte gepunktete Linie. Die gepunkteten Linien in den 4B und 4C stellen jeweils den Spulenstrom und die Anziehungskraft dar, wenn die Spulentemperatur hoch ist. Dann wird ein Ventilöffnungsstartzeitpunkt (Einspritzstartzeitpunkt) ta langsamer, wobei eine Ventilöffnungszeitdauer Tact kürzer wird, wie es in 4D gezeigt ist. Spezifisch ist der Ventilöffnungsstartzeitpunkt ta, wenn die Spulentemperatur normal ist, weiter vorgerückt als ein Hochtemperatureinspritzstartzeitpunkt tah. Da der Zeitpunkt td nicht geändert wird, ist die Ventilöffnungszeitdauer Tact, wenn die Spulentemperatur normal ist, länger als die Ventilöffnungszeitdauer Tact, wenn die Spulentemperatur hoch ist. Die gepunktete Linie in 4D stellt die Hubgröße dar, wenn die Spulentemperatur hoch ist.
Als Ergebnis werden, da die Stromvergrößerungsrate ∆I entsprechend der Temperaturcharakteristik des Spulenstroms geändert wird, die dritte Kraftvergrößerungsrate ∆F, der Ventilöffnungsstartzeitpunkt ta und die Ventilöffnungszeitdauer Tact verändert. Die Einspritzmenge Qi bezieht sich auf die Ventilöffnungszeitdauer Tact. Das heißt, da der Einspritzstartzeitpunkt ta und die Einspritzmenge Qi einen Einfluss der Temperaturcharakteristik empfangen, wird eine Variation in einem Einspritzzustand (Temperaturcharakteristik) in Bezug auf den ersten Zeitpunkt t10 und die Energieversorgungszeitdauer Ti verursacht.
Wie es in 10 gezeigt ist, gilt, dass je kleiner der erste Sollwert Ihold1 wird, desto kleiner wird die Variation in der Temperaturcharakteristik. Somit gilt, dass je kleiner der erste Sollwert Ihold1 wird, desto kleiner wird die Stromvergrößerungsrate ∆I. Wenn die Stromvergrößerungsrate ∆I flacher wird, wird eine Beeinflussung einer Variation in der Stromvergrößerungsrate ∆I aufgrund der Spulentemperatur kleiner, die bei der zweiten Kraftvergrößerungsrate ∆Fr angewendet wird. Folglich wird die Variation in der Temperaturcharakteristik kleiner. Wenn der erste Sollwert Ihold1 verkleinert wird, kann die Variation in der Temperaturcharakteristik verringert werden, ohne die maximale Anziehungskraft zu verkleinern, wobei eine Robustheit einer Steuerung bei dem Einspritzzustand verbessert werden kann.
Wenn eine Mehrfacheinspritzung, bei der Kraftstoff mehrere Male in einem einzelnen Verbrennungszyklus eingespritzt wird, ausgeführt wird, ist es erforderlich, dass eine kleine Menge des Kraftstoffs genau eingespritzt wird. In diesem Fall kann, da eine Beeinflussung einer Zeitdifferenz des Einspritzstartzeitpunkts ta in Bezug auf eine Mengendifferenz der Einspritzmenge vergrößert ist, eine Wirkung der Robustheit deutlich ausgedrückt werden.
11 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Einspritzverzögerungszeit und dem ersten Sollwert Ihold1 zeigt. Je größer der erste Sollwert Ihold1 wird, desto kürzer wird die Einspritzverzögerungszeit. Somit gilt, dass je größer der erste Sollwert Ihold1 wird, desto steiler wird die erste Kraftvergrößerungsrate ∆Fs. Wenn der erste Sollwert Ihold1 größer wird, kann die Einspritzverzögerungszeit verkürzt werden, wobei eine Einspritzansprechempfindlichkeit verbessert werden kann.
Beispielsweise ist, wenn eine Kraftmaschinendrehzahl schnell ist, eine Zeitdauer (Einspritzermöglichungszeitdauer), die für ein Einspritzen zulässig ist, in dem einzelnen Verbrennungszyklus kurz. In diesem Fall kann eine Wirkung einer Verringerung der Einspritzverzögerungszeit deutlich ausgedrückt werden.
Gemäß den 7 bis 11 wird auf die nachstehende Beschreibung hingewiesen. Wenn der erste Sollwert Ihold1 kleiner wird, kann die Kontaktgeschwindigkeit verlangsamt werden, die Verbrauchsenergie kann verringert werden und die Variation in der Temperaturcharakteristik kann verringert werden, ohne die maximale Anziehungskraft zu verringern. Wenn der erste Sollwert Ihold1 größer wird, kann die Einspritzverzögerungszeit verkürzt werden.
Der Mikrocomputer 21 ändert den ersten Sollwert Ihold1 entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Spezifisch ändert der Mikrocomputer 21 in S10, in dem die Vergrößerungssteuerung und die Haltesteuerung ausgeführt werden, die erste obere Grenze IH1 und die erste untere Grenze IL1, um den ersten Sollwert Ihold1 zu ändern.
12 zeigt ein Flussdiagram, das eine Steuerung zur Änderung des ersten Sollwerts Ihold1 zeigt, wobei sie durch den Mikrocomputer 21 bei einer vorbestimmten Zeitdauer ausgeführt wird. In S40 bestimmt der Mikrocomputer 21, ob eine Verkleinerungsanforderung zur Verkleinerung des ersten Sollwerts Ihold1 veranlasst ist. Die Verkleinerungsanforderung wird entsprechend einer Unterroutine, die durch den Mikrocomputer 21 ausgeführt wird, veranlasst.
Wenn die Brennkraftmaschine in einem Leerlaufbetriebszustand läuft, wird die Verkleinerungsanforderung veranlasst. Alternativ hierzu wird, wenn die Einspritzmenge, die durch ein Öffnen und Schließen des Ventilkörpers 12 für ein Mal erzeugt wird, in einem kleinen Einspritzzustand ist, in dem die Einspritzmenge kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, die Verkleinerungsanforderung verursacht. Beispielsweise kann, wenn Kraftstoff in dem Mikroeinspritzbereich, der in 6G gezeigt ist, eingespritzt wird, die Verkleinerungsanforderung verursacht werden. In diesem Fall wird bestimmt, dass die Einspritzmenge in dem kleinen Einspritzzustand ist. Alternativ hierzu wird, wenn die Brennkraftmaschine in einem Betriebszustand ist, bei dem Temperaturen von verschiedenen Schaltungskomponenten, die aus der ECU 20 bestehen, größer oder gleich einer vorbestimmten Temperatur ist, die Verkleinerungsanforderung veranlasst. In diesem Fall wird die ECU 20 als eine Schaltung 20 bezeichnet. Beispielsweise wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl oder eine Kraftmaschinenlast größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, die Verkleinerungsanforderung veranlasst. In diesem Fall wird bestimmt, dass die Temperaturen von verschiedenen Schaltungskomponenten größer oder gleich der vorbestimmten Temperatur sind.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die Verkleinerungsanforderung nicht veranlasst worden ist, schreitet der Mikrocomputer 21 zu S41 voran. In S41 bestimmt der Mikrocomputer 21, ob eine Vergrößerungsanforderung zur Vergrößerung des ersten Sollwerts Ihold1 veranlasst ist. Die Vergrößerungsanforderung wird entsprechend einer Unterroutine veranlasst, die durch den Mikrocomputer 21 ausgeführt wird. Wenn die Einspritzermöglichungszeitdauer kleiner als eine vorbestimmte Zeitdauer in dem einzelnen Verbrennungszyklus ist, wird die Vergrößerungsanforderung veranlasst. Beispielsweise wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl oder eine Kraftmaschinenlast größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, die Verkleinerungsanforderung veranlasst. In diesem Fall wird bestimmt, dass die Einspritzermöglichungszeitdauer kleiner als die vorbestimmte Zeitdauer ist. Alternativ hierzu ist es, wenn die Mehrfacheinspritzung ausgeführt wird, zu bevorzugen, dass der Mikrocomputer 21 die Einspritzermöglichungszeitdauer auf der Grundlage einer Anzahl von Malen einer Einspritzung in dem einzelnen Verbrennungszyklus berechnet und die Vergrößerungsanforderung veranlasst.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass weder die Verkleinerungsanforderung noch die Vergrößerungsanforderung veranlasst ist (S40: Nein, S41: Nein), schreitet der Mikrocomputer 21 zu S42 voran. In S42 stellt der Mikrocomputer 21 den ersten Sollwert Ihold1 auf einen normalen Wert NA ein. Entsprechend den in den 6G und 6H gezeigten durchgezogenen Linien werden die Anziehungskraft, die Einspritzmenge und der Einspritzstartzeitpunkt geändert.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die Vergrößerungsanforderung veranlasst ist (S41: Ja), schreitet der Mikrocomputer 21 zu S44 voran. In S44 stellt der Mikrocomputer 21 den ersten Sollwert Ihold1 auf einen Vergrößerungswert NB ein, der größer als der normale Wert NA ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung entspricht die Verarbeitung in S44 einem Änderungsabschnitt. Gemäß den in den 6G und 6H gezeigten gepunkteten Linien ∆Fs, ∆qs und tas werden die Anziehungskraft, die Einspritzmenge und der Einspritzstartzeitpunkt geändert.
Wenn der Mikrocomputer 21 bestimmt, dass die Verkleinerungsanforderung veranlasst ist (S40: Ja), schreitet der Mikrocomputer 21 zu S43 voran. In S43 stellt der Mikrocomputer 21 den ersten Sollwert Ihold1 auf einen Verkleinerungswert NC ein, der kleiner als der normale Wert NA ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung entspricht die Verarbeitung in S43 dem Änderungsabschnitt. Wie es durch die in den 6G und 6H gezeigten gepunkteten Linien ∆Fr, ∆qr und tar gezeigt ist, werden die Anziehungskraft, die Einspritzmenge und der Einspritzstartzeitpunkt geändert.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann, wenn sowohl die Vergrößerungsanforderung als auch die Verkleinerungsanforderung veranlasst sind, der erste Sollwert Ihold1 nicht geändert werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Spulenstrom auf den ersten Sollwert Ihold1 durch die Vergrößerungssteuerung vergrößert und auf dem ersten Sollwert Ihold1 für eine vorbestimmte Zeitdauer durch die Haltesteuerung gehalten. Der erste Sollwert Ihold1 ist entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine veränderbar. Folglich kann eine Vergrößerungsrate (Kraftvergrößerungsrate) der Anziehungskraft auf einfache Weise geändert werden. Nachstehend werden ein Beispiel zur Änderung des ersten Sollwerts Ihold1 sowie Wirkungen des Beispiels beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine in dem Leerlaufbetriebszustand läuft, besteht eine geringere Notwendigkeit, die Einspritzverzögerungszeit zu verkürzen. In diesem Fall wird der erste Sollwert Ihold1 kleiner, die Kontaktgeschwindigkeit kann verringert werden, die Verbrauchsenergie kann verringert werden und die Variation in einer Temperaturcharakteristik kann verringert werden.
Wenn die Einspritzmenge in dem kleinen Einspritzzustand ist, wird die Beeinflussung der Zeitdifferenz des Einspritzstartzeitpunkts ta in Bezug auf die Mengendifferenz der Einspritzmenge vergrößert. In diesem Fall kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da der erste Sollwert Ihold1 verkleinert wird, die Variation in der Temperaturcharakteristik verringert werden.
Wenn die Kraftvergrößerungsrate angehoben wird, können Temperaturen von Schaltungskomponenten der ECU 20 höher werden. Beispielsweise können der Mikrocomputer 21, die IC 22, die Erhöhungsschaltung 23 und die Schaltelemente SW2, SW3 und SW4 einen Wärmeschaden erleiden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Temperatur der Schaltungskomponenten größer oder gleich einer vorbestimmten Temperatur ist, der erste Sollwert Ihold1 verkleinert. Folglich kann eine Vergrößerung der Temperatur der Schaltungskomponenten eingeschränkt werden, und die Wärmebeschädigung kann beseitigt werden.
Wenn die Einspritzermöglichungszeitdauer kurz ist, beispielsweise wenn die Kraftmaschinendrehzahl schnell ist, kann die Energieversorgungszeitdauer Ti möglicherweise nicht sichergestellt werden, wenn die Einspritzverzögerungszeitdauer lang ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Einspritzermöglichungszeitdauer kleiner als die vorbestimmte Zeitdauer ist, der erste Sollwert Ihold1 vergrößert. Folglich kann die Einspritzverzögerungszeitdauer verkürzt werden und die Energieversorgungszeitdauer Ti kann sichergestellt werden.
Nachstehend werden Merkmale des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.

(1) Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist ein erstes Merkmal auf, dass der erste Sollwert Ihold1 auf einen Wert eingestellt wird, sodass die statische Anziehungskraft Fb größer oder gleich der erforderlichen Kraft Fa ist.

Wie es in 4C gezeigt ist, wird die Anziehungskraft auf die statische Anziehungskraft Fb während der Zeitdauer von dem ersten Zeitpunkt t10 zu dem Zeitpunkt t13 vergrößert. Ein Verhältnis der ersten Stromvergrößerungszeitdauer zu einer ersten Kraftvergrößerungszeitdauer von dem ersten Zeitpunkt t10 zu dem Ventilöffnungsstartzeitpunkt ta, bei dem die Anziehungskraft die erforderliche Kraft Fa erreicht, kann verkleinert werden.
Beispielsweise gilt, dass je höher die Spulentemperatur wird, desto größer wird der Spulenwiderstand. In diesem Fall wird, wie es durch in den 4A und 4B gezeigten gepunkteten Linien gezeigt ist, eine zweite Stromvergrößerungszeitdauer von dem ersten Zeitpunkt t10 zu dem Zeitpunkt t20, bei dem der Spulenstrom den Sollspitzenwert Ipeak erreicht, länger. Folglich wird die dritte Kraftvergrößerungsrate ∆F flacher, wie es in 4C gezeigt ist, der Ventilöffnungsstartzeitpunkt ta wird langsamer und die Ventilöffnungszeitdauer Tact wird kürzer. Die Stromvergrößerungsrate ∆I ist entsprechend der Temperaturcharakteristik änderbar. Folglich wird in der ersten Stromvergrößerungszeitdauer die dritte Kraftvergrößerungsrate ∆F durch die Temperaturcharakteristik beeinflusst. Da der Spulenstrom auf dem ersten Sollwert Ihold1 in der Stromhaltezeitdauer gehalten wird, wird die dritte Kraftvergrößerungsrate ∆F durch die Temperaturcharakteristik in der Stromhaltezeitdauer nicht beeinflusst.
Da das Verhältnis der ersten Stromvergrößerungszeitdauer zu der ersten Kraftverzögerungszeitdauer verkleinert werden kann, kann ein Empfangsgrad für die dritte Kraftvergrößerungsrate ∆F hinsichtlich der Beeinflussung der Temperaturcharakteristik verkleinert werden. Wie es in den 6A bis 6D gezeigt ist, wird in einer herkömmlichen Steuerungseinrichtung der Spulenstrom auf einen Haltewert Ihold1 zu einem Zeitpunkt verkleinert, bei dem der Spulenstrom den Sollspitzenwert Ipeak erreicht. Somit sind eine herkömmliche Stromvergrößerungszeitdauer und eine herkömmliche Kraftvergrößerungszeitdauer gleich zueinander. In diesem Fall ist ein Verhältnis der herkömmlichen Stromvergrößerungszeitdauer zu der herkömmlichen Kraftverzögerungszeitdauer 100%. Wie es in den 6A bis 6D gezeigt ist, wird ein Empfangsgrad für die herkömmliche Kraftvergrößerungsrate ∆F hinsichtlich der Beeinflussung der Temperaturcharakteristik erhöht. Beispielsweise zeigen die in den 6A bis 6D gezeigten strichpunktierten Linien die herkömmliche Kraftvergrößerungsrate ∆F, wenn die Spulentemperatur hoch ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können, da eine Variation in der dritten Kraftvergrößerungsrate ∆F aufgrund der Temperaturcharakteristik verkleinert werden kann, eine Variation in dem Ventilöffnungsstartzeitpunkt ta und eine Variation in der Ventilöffnungszeitdauer Tact begrenzt werden, die beruhend auf der Temperaturcharakteristik variiert werden. Eine Verschlechterung bezüglich der Genauigkeit des Einspritzzustands in Bezug auf den ersten Zeitpunkt t10 und der Energieversorgungszeitdauer Ti kann begrenzt werden, wobei die Robustheit einer Steuerung bezüglich der Temperaturcharakteristik verbessert werden kann.

(2) In der Vergrößerungssteuerung und der Haltesteuerung wird eine Spannung, die an die erste Spule 14 angelegt wird, so gesteuert, dass begonnen wird, dass der Ventilkörper 12 in einer Zeitdauer geöffnet wird, in der der Spulenstrom auf dem ersten Sollwert Ihold1 gehalten wird. Das heißt, die Spannung in der Vergrößerungssteuerung oder eine Spannungsanlegezeitdauer der Spannung wird so gesteuert, dass der Ventilkörper 12 in der Vergrößerungssteuerung nicht geöffnet wird. Ferner wird ein Einschaltdauerverhältnis bzw. Tastverhältnis in der Haltesteuerung oder die Stromhaltezeitdauer so gesteuert, dass begonnen wird, dass der Ventilkörper 12 in der Haltesteuerung geöffnet wird.

Somit wird der Ventilkörper 12 in der Vergrößerungssteuerung nicht geöffnet, und das Verhältnis der ersten Stromvergrößerungszeitdauer zu der ersten Kraftvergrößerungszeitdauer kann auf sichere Weise verringert werden.

(3) In der Vergrößerungssteuerung und der Haltesteuerung wird die Erhöhungsspannung, die durch die Erhöhungsschaltung 23 erhöht wird, an die erste Spule 14 angelegt. Wenn die Haltesteuerung abgeschlossen ist, wird die Batteriehaltesteuerung, in der die Batteriespannung an die erste Spule 14 angelegt wird, ausgeführt, um den Spulenstrom auf dem zweiten Sollwert Ihold2 zu halten. Der zweite Sollwert Ihold2 wird auf einen Wert eingestellt, sodass die Anziehungskraft, die durch die Vergrößerungssteuerung und die Haltesteuerung vergrößert wird, auf der statischen Anziehungskraft Fb gehalten werden kann.

Wenn die Stromhaltezeitdauer länger als erforderlich wird, wird eine Zeitdauer, die die zweite Stromvergrößerungszeitdauer und die Stromhaltezeitdauer umfasst, die beide die Erhöhungsspannung verwenden, länger, wobei die Verbrauchsenergie möglicherweise bei jeder Einspritzung vergrößert sein kann. Es ist erforderlich, dass eine Kapazität des Kondensators 23b größer wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Batteriehaltesteuerung ausgeführt, nachdem die Haltesteuerung ausgeführt ist. Da es möglich ist, den Spulenstrom auf dem zweiten Sollwert Ihold2 durch die Batteriespannung nach einem Zeitpunkt zu halten, bei dem der Spulenstrom den zweiten Sollwert Ihold2 durch die Erhöhungsspannung erreicht, wird die Batteriespannung an die erste Spule 14 anstelle der Erhöhungsspannung angelegt. Folglich kann die Verbrauchsenergie verringert werden und der Kondensator 23b kann eine kleine Kapazität aufweisen.
[Anderes Ausführungsbeispiel]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann beispielsweise in der nachstehend beschriebenen Art und Weise ausgeführt werden. Ferner kann die charakteristische Konfiguration jedes Ausführungsbeispiels kombiniert werden.

(1) Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der erste Sollwert Ihold1 in drei Pegel änderbar, welche NA, NB und NC sind. Der erste Sollwert Ihold1 kann jedoch gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine frei änderbar sein.
(2) Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Batteriehaltesteuerung ausgeführt, nachdem die Haltesteuerung ausgeführt ist, sodass die Anziehungskraft auf der statischen Anziehungskraft Fb durch die Batteriehaltesteuerung gehalten wird. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird jedoch die Erhöhungsspannung weiter an die erste Spule 14 durch die Haltesteuerung angelegt, um die Anziehungskraft auf der statischen Anziehungskraft Fb ohne die Batteriehaltesteuerung zu halten, auch nachdem die Anziehungskraft die statische Anziehungskraft Fb durch die Haltesteuerung erreicht hat.
(3) Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der zweite Sollwert Ihold2 auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der erste Sollwert Ihold1 ist. Der zweite Sollwert Ihold2 kann jedoch auf einen Wert eingestellt werden, der gleich dem ersten Sollwert Ihold1 ist.
(4) Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die erste Differenz zwischen der ersten oberen Grenze IH1 und der ersten unteren Grenze IL1 auf einen Wert eingestellt, der gleich der zweiten Differenz zwischen der zweiten oberen Grenze IH2 und der zweiten unteren Grenze IL2 ist. Die erste Differenz kann jedoch auf einen Wert eingestellt werden, der zu der zweiten Differenz unterschiedlich ist.
(5) Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 in dem Zylinderkopf 3 bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 jedoch in einem Zylinderblock bereitgestellt sein. Ferner wird gemäß dem Ausführungsbeispiel die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, die bei der Brennkraftmaschine des Zündungstyps angebracht ist, als ein gesteuerter Gegenstand verwendet. Es kann jedoch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung als der gesteuerte Gegenstand verwendet werden, die bei einer Brennkraftmaschine eines Verdichtungsselbstzündungstyps, wie beispielsweise einer Dieselkraftmaschine, angebracht ist. Des Weiteren wird die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, die Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 2 einspritzt, als der gesteuerte Gegenstand verwendet. Es kann jedoch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung als der gesteuerte Gegenstand verwendet werden, die Kraftstoff in ein Ansaugrohr einspritzt.

Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es ersichtlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Konstruktionen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich liegen, während die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, die bevorzugt sind, beschrieben sind, auch andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr Elemente, weniger Elemente oder nur ein einzelnes Element umfassen, ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) angewendet, die Kraftstoff, der in einer Brennkraftmaschine zu verbrennen ist, durch einen Ventilöffnungsbetrieb eines Ventilkörpers (12) entsprechend einer elektromagnetischen Anziehungskraft, die durch eine Energieversorgung einer Spule (14) erzeugt wird, einspritzt. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung steuert einen Einspritzzustand der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, indem ein Spulenstrom, der durch die Spule fließt, gesteuert wird. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst einen Vergrößerungssteuerungsabschnitt (S11, S14), der den Spulenstrom auf einen ersten Sollwert (Ihold1) vergrößert, einen Haltesteuerungsabschnitt (S11, S14, S15, S17), der den Spulenstrom, der durch den Vergrößerungssteuerungsabschnitt vergrößert wird, auf dem ersten Sollwert hält, und einen Änderungsabschnitt (S43, S44), der den ersten Sollwert entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-177303 A [0002]
US 2012/0216783 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10), die Kraftstoff, der in einer Brennkraftmaschine zu verbrennen ist, durch einen Ventilöffnungsbetrieb eines Ventilkörpers (12) entsprechend einer elektromagnetischen Anziehungskraft, die durch eine Energieversorgung einer Spule (14) erzeugt wird, einspritzt, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung einen Einspritzzustand der Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert, indem ein Spulenstrom, der durch die Spule fließt, gesteuert wird, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst: einen Vergrößerungssteuerungsabschnitt (S11, S14), der eine Spannung an die Spule anlegt, um den Spulenstrom auf einen ersten Sollwert (Ihold1) zu vergrößern, einen Haltesteuerungsabschnitt (S11, S14, S15, S17), der eine Spannung an die Spule anlegt, um den Spulenstrom, der durch den Vergrößerungssteuerungsabschnitt vergrößert wird, auf dem ersten Sollwert zu halten, und einen Änderungsabschnitt (S43, S44), der den ersten Sollwert entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Änderungsabschnitt (S43) den ersten Sollwert, wenn die Brennkraftmaschine in einem Leerlaufbetriebszustand läuft, auf einen Wert einstellt, der kleiner als der erste Sollwert ist, wenn die Brennkraftmaschine in anderen Betriebszuständen läuft.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Änderungsabschnitt (S43) den ersten Sollwert, wenn eine Einspritzmenge, die durch Öffnen und Schließen des Ventilkörpers für ein Mal erzeugt wird, bei einem kleinen Einspritzzustand ist, bei dem die Einspritzmenge kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, auf einen Wert einstellt, der kleiner als der erste Sollwert ist, wenn die Einspritzmenge größer oder gleich der vorbestimmten Menge ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Änderungsabschnitt (S44) den ersten Sollwert, wenn eine Einspritzerlaubniszeitdauer, die für eine Einspritzung von Kraftstoff in einem einzelnen Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine zulässig ist, kleiner als eine vorbestimmte Zeitdauer ist, auf einen Wert einstellt, der größer als der erste Sollwert ist, wenn die Einspritzerlaubniszeitdauer größer oder gleich der vorbestimmten Zeitdauer ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Änderungsabschnitt (S43) den ersten Sollwert eines Betriebszustands, bei dem eine Temperatur einer Schaltung (20), die den Spulenstrom steuert, größer oder gleich einer vorbestimmten Temperatur ist, auf einen Wert einstellt, der kleiner als der erste Sollwert eines Betriebszustands ist, bei dem die Temperatur der Schaltung kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektromagnetische Anziehungskraft, die zum Starten eines Öffnens des Ventilkörpers (12) erforderlich ist, als eine erforderliche Öffnungskraft (Fa) bezeichnet wird, die elektromagnetische Anziehungskraft, die durch Halten des Spulenstroms auf dem ersten Sollwert in die Sättigung kommt, als eine statische Anziehungskraft (Fb) bezeichnet wird, und der erste Sollwert auf einen Wert eingestellt wird, sodass die statische Anziehungskraft größer oder gleich der erforderlichen Anziehungskraft ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Vergrößerungssteuerungsabschnitt und der Haltesteuerungsabschnitt die Spannung, die an die Spule angelegt wird, um ein Öffnen des Ventilkörpers zu starten, in einer Zeitdauer steuert, in der der Spulenstrom auf dem ersten Sollwert gehalten wird.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit: einer Erhöhungsschaltung (23) die eine Batteriespannung auf eine Erhöhungsspannung erhöht, und einem Batteriehaltesteuerungsabschnitt (S22, S25, S26, S28), der die Batteriespannung an die Spule anlegt, um den Spulenstrom auf einem zweiten Sollwert (Ihold2) zu halten, nachdem der Haltesteuerungsabschnitt ausgeführt ist, wobei der Vergrößerungssteuerungsabschnitt und der Haltesteuerungsabschnitt die Erhöhungsspannung, die durch die Erhöhungsschaltung erhöht ist, an die Spule anlegen, und der zweite Sollwert auf einen Wert eingestellt ist, bei dem die elektromagnetische Anziehungskraft, die durch den Vergrößerungssteuerungsabschnitt und den Haltesteuerungsabschnitt vergrößert wird, gehalten werden kann.
Kraftstoffeinspritzsystem mit: einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.